авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |

«Российская академия наук Научный совет по теоретическим основам химической технологии Учреждение Российской академии наук Институт химии растворов РАН Московский государственный ...»

-- [ Страница 10 ] --

В настоящей работе методами электронной микроскопии и рентгенографии показано, что при испарении растворителя из раствора полистирола в о-ксилоле с добавками фуллеренов образуется полимерное тело с трехуровневой иерархической структурой. Это тело состоит из молекул полистирола, слипшихся в агрегаты, которые объединены в каркас. На электронно-микроскопических снимках приповерхностных участков пленок можно идентифицировать округлые частицы (сфероиды) диаметром 30-150 нм. Плотность распределения частиц по размерам для всех исследованных систем имеет мономодальный характер, что свидетельствует о формировании преимущественно первичных агрегатов молекул полистирола.

Показано, что кинетика перехода молекул из раствора в агрегаты может быть описана уравнением типа Фоккера–Планка. Решение кинетического уравнения получено численными методами применительно к образованию первичных агрегатов в слое изменяющегося объема. Сопоставление расчетных и экспериментальных результатов позволило оценить размер молекулы полистирола, присоединяющейся к агрегату.

Результаты рентгеновских исследований полистирольных пленок, модифицированных фуллеренами, показали наличие дифракционного максимума, соответствующего межплоскостному расстоянию d0=0,39 нм. Установлено, что в малоугловой области интенсивность рассеяния по степенному закону зависит от модуля волнового вектора излучения. Показатель степени представленной зависимости, характеризующий «габитус» молекулы, определяется количеством фуллеренов, введенных в систему. Для пленки, не содержащей фуллеренов, полимерные цепи были распрямлены и располагались на поверхности преимущественно параллельно друг другу (одномерное покрытие). При Ф=3,510-4 (где Ф – соотношение масс фуллеренов и полистирола в системе) цепи стремились образовать двумерное покрытие, а при Ф=1,010-3 цепи не могли распрямиться и молекула присоединялась к агрегату в виде тела высотой a =1,45 нм (трехмерное покрытие).

Исследования, проведенные методом ИК-спектроскопии, показали, что в модифицированных фуллеренами полистирольных пленках происходит снижение относительной интенсивности полосы 1452 см-1, соответствующих колебаниям фенильного кольца молекулы, по сравнению с исходными образцами. По-видимому, эти изменения обусловлены влиянием фуллерена на ориентацию цепей ПС относительно друг друга.





Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 06-03-96346 р-центр-а) и Минобрнауки РФ (проект РНП.2.2.1.1.7280).

Секция 5. Устные доклады ДИСПЕРСИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК В ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТРИЦАХ Лисецкий Л.Н., Миненко С.С., Федоряко А.П., Штифанюк П.П., Лебовка Н.И.* Институт сцинтилляционных материалов НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины, пр. Ленина, 60, Харьков, Украина, lisetski@isc.kharkov.com *Институт биоколлоидной химии НАН Украины, пр. Вернадского,42, Киев, Украина Жидкокристаллические системы, содержащие диспергированные углеродные нанотрубки, являются новыми перспективными материалами, разработка и исследование которых представляет большой научный и практический интерес, естественным образом объединяя традиционные работы в области жидких кристаллов с современными направлениями в нанофизике и нанотехнологиях.

В докладе дан обзор современного состояния проблемы, включая работы европейской школы (J.Lagerwall, G.Scalia) по исследованиям структуры и физических свойств жидкокристаллических композитов, содержащих нанотрубки, а также работы групп Wei Lee e.a. (Тайвань) и Seung Hee Lee (Ю.Корея), в которых введение нанотрубок приводит к улучшению характеристик электрооптических эффектов.

В наших недавно опубликованных работах [1-3] рассмотрено поведение нанотрубок как особого рода немезогенных компонентов в зависимости от природы нематической матрицы (в т.ч. зависимости оптического пропускания и электропроводности от концентрации нанотрубок, температуры и фазового состояния).

Рассматриваются также новые результаты, уточняющие представления о межчастичных взаимодействиях и надмолекулярной организации в системе жидкий кристалл – углеродные нанотрубки, а также показана возможность влияния с помощью введения нанотрубок на параметры электрооптических эффектов (в частности, связанных с электрогидродинамической нестабильностью).

1. L.N.Lisetski, N.I.Lebovka, O.Ts.Sidletskiy, V.D.Panikarskaya, N.A.Kasian, S.S.Kositsyn, M.O.Lisunova, O.V.Melezhyk. Functional Materials, 14, 233 (2007).

2. L.Lysetskiy, V.Panikarskaya, O.Sidletskiy, N.Kasian, S.Kositsyn, P.Shtifanyuk, N.Lebovka, M.Lisunova, O.Melezhyk. Mol.Cryst.Liq.Cryst., 478, 127 (2007).

3. N.Lebovka, A.Dadakova, L.Lysetskiy, O.Melezhyk, G.Puchkovska, T.Gavrilko, J.Baran, M.Drozd. J.Mol.Struct. – doi:10.1016/j.molstruct.2007.12.038 (2008) Секция 5. Устные доклады ВЛИЯНИЕ НОМЕРА ГЕНЕРАЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНИМИНОВЫХ ДЕНДРИМЕРОВ НА СОРБЦИЮ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Блохина С.В., Усольцева Н.В., Ольхович М.В., Шарапова А.В.

Институт химии растворов РАН, Иваново, Россия, ул. Академическая, д. Ивановский государственный университет, Иваново, Россия, ул. Ермака, д. nyb@isc-ras.ru Дендримеры относятся к соединениям с гиперразветвленной молекулярной структурой, уникальность которой связана с возможностью контроля размера, формы и функциональности молекул. Несмотря на значительное количество работ по синтезу, изучению различных физико-химических характеристик и поиску областей практического применения дендримеров, их термодинамические свойства остаются мало изученными и ограничиваются калориметрическими исследованиями.





Целью настоящей работы являлось изучение сорбционных свойств гомологического ряда жидкокристаллических полипропилениминовых дендримеров и установление взаимосвязи между строением молекул сорбатов, дендримеров, надмолекулярной организацией мезофаз и термодинамическими характеристиками растворения в них низкомолекулярных веществ.

С использованием стандартных сорбатов Роршнайдера была определена полярность неподвижных фаз на основе дендримеров при 100оС. В соответствии с существующей классификацией исследуемые неподвижные фазы относятся к низкополярным. На основании близких значений хроматографических коэффициентов можно сделать вывод, что номер генерации сравнительно слабо влияет на полярные свойства колончатых фаз дендримеров. Небольшое увеличение полярности отмечено для дендримера третьей генерации, что указывает на его большую способность к проявлению диполь-дипольных и донорно-акцепторных взаимодействий.

По данным газохроматографического эксперимента были рассчитаны коэффициенты активности при бесконечном разбавлении (), парциальные (solnH, solnS), избыточные (НЕ, SЕ, GЕ) параметры растворения и энтальпии испарения (vapH) н-алканов (С7 –С10) и н-алканолов (С5 – С8) в колончатых и изотропных фазах изученных дендримеров.

На основании полученных данных сделан вывод о значительном влиянии концевых групп дендримеров на термодинамические характеристики систем с низкомолекулярными соединениями. Было установлено, что с увеличением номера генерации дендримера коэффициенты активности сорбатов понижаются, что указывает на большую совместимость компонентов изученных бинарных растворов. Возможной причиной данного эффекта является увеличение в структуре дендримеров доли неполярных алкильных заместителей, локализованных на периферии дендритных молекул, по сравнению с полярным «ядром», что приводит к усилению взаимодействий сорбент – сорбат по концевым группам. При этом н-алканы проявляют большее сродство к дендритным макромолекулам, поскольку имеют одинаковую химическую природу с алифатическими заместителями, число которых возрастает в геометрической прогрессии в гомологическом ряду дендримеров. Можно предположить, что ароматические фрагменты макромолекул дендримеров создают некоторый стерический экранирующий эффект, делая малодоступными для спиртов химически активные центры исследованных жидких кристаллов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (грант РНП.2.2.1.1.7280) Секция 5. Устные доклады РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА СТЕПЕНИ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ ПОЛИЭТИЛЕНА В АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛАХ Завадский А.Е.

Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия, пр. Ф.Энгельса, 7, zavadsky@isuct.ru Особенностью полимерных материалов (волокон, пленок) часто является наличие анизотропии, которую сложно устранить без нарушения супрамолекулярной структуры полимера и учесть при количественном рентгеноструктурном анализе степени кристалличности. Кроме этого, при определении указанной характеристики необходимо иметь данные о вкладе некогерентного (комптоновского) рассеяния, расчет которых затруднен необходимостью учета различных теоретических и экспериментальных факторов. Настоящее исследование посвящено решению проблемы определения степени кристалличности полиэтилена в пленочных материалах (мембранах), получающих все более широкое применение в различных областях промышленности и медицины.

Для приведения параметров дифракции различными препаратами к единой шкале измерений (нормализации) использовался алгоритм, обеспечивающий учет различий мощности излучения и геометрии съемки при минимальных временных затратах. Указанная операция осуществлялась по поверхностной плотности образцов, что позволило проводить количественное исследование препаратов с различными массовыми коэффициентами поглощения.

Использование нормализованных интенсивностей дифракции поликристаллическим образцом карбамида позволило определить угловую зависимость величины некогерентной составляющей, обеспечивающую возможность расчета экспериментальных значений комптоновского рассеяния для полимеров по их химическому составу и табличным данным. На примере образцов полиэтилена высокого и низкого давления показано, что вклад некогерентного рассеяния в интенсивность диффузного гало достигает 20%.

Широкое распространение для рентгенографического определения степени кристалличности полимеров получил метод сравнения, основанный на использовании эталонных препаратов. При этом предъявляется требование сферической симметрии образцов или идентичности их текстуры. Анализ порошковых образцов полиэтилена высокого и низкого давления позволил доказать независимость нормализованной интегральной величины симметричного рассеяния от кристалличности полимеров одинакового химического состава, что согласуется с законом "сохранения интенсивности".

Обнаружено изменение нормализованных параметров дифракции при переходе от порошковых препаратов полиэтилена к пленочным материалам, для которых выявлен 15%-ный разброс соотношения интенсивностей основных рефлексов 110 и 200. Установлено, что данное явление связано с нарушением симметрии рассеяния за счет ориентации ламелярных кристаллитов полимера в процессе формования мембран.

Нарушение при этом баланса рассеяния аморфными и кристаллитными областями исключает возможность надежного анализа степени кристалличности полимера.

Обоснована методика определения степени кристалличности анизотропных образцов полиэтилена методом сравнения по максимуму интенсивности их диффузного гало после учета некогерентной составляющей и калибровки по сферически симметричным препаратам.

Секция 5. Устные доклады ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КРИСТАЛЛИТНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В ХЛОПКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЕ Изгородин А.К.

Ивановская государственная текстильная академия 153000 Иваново, Россия, пр. Ф. Энгельса, д. E-mail: izgorodin@igta.ru Понимание структурно-фазового состояния волокон хлопчатника в ходе их роста, в частности особенностей кристаллитных образований в них, позволяет целенаправленно изменять существующие и проектировать новые технологические процессы – это с одной стороны, а с другой является базой для работ, направленных на повышение технологичности волокон и повышение их функциональных свойств.

Использованы рентгеноструктурный анализ, инфракрасная спектроскопия – методы твердых иммерсионных сред и нарушенного полного внутреннего отражения, оптическое двулучепреломление, методы определения прочностных, фрикционных и резистометрических свойств.

В работе проведено сопоставление особенностей кристаллитных и аморфных образований волокон российского хлопчатника разной зрелости, формирующихся из жидкой протоплазмы внутри волокна. При значении коэффициентов зрелости волокон до 1,3 кристаллитам в волокнах характерны пониженные размеры и повышенная разориентировка относительно оси волокна кристаллитов. На молекулярном же уровне в кристаллитных и аморфных образованиях, расположенных во внутренних объемах незрелых волокон наблюдается повышенная упорядоченность в расположении основных функциональных групп и их ближайшего окружения.

В поверхностных зонах незрелых волокон упорядоченность в кристаллитных и аморфных зонах пониженная. Во внутреннем объеме волокон при увеличении их степени зрелости размер кристаллитов возрастает. Укладка макромолекул в экваториальном (перпендикулярно оси волокна) направлении становится более плотной, а в меридиальном (вдоль оси волокна) остается практически неизменной.

Большинство физико-механических свойств и характеристик технологичности волокон определяются поверхностной зоной волокон толщиной около одного микрометра. Изменение этих свойств находится в противоречии с особенностями структуры целлюлозы в этих зонах и обусловлено наличием в поверхностной зоне хлопка нецеллюлозных образований, фазовый состав и структурное состояние которых пока недостаточно изучены.

Секция 5. Устные доклады ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ МЕЗОГЕННЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Кувшинова С.А., Новиков И.В., Бурмистров В.А. Ивановский государственный химико-технологический университет Иваново, Россия, пр. Ф.Энгельса, Институт химии растворов РАН, г. Иваново, Россия, ул. Академическая, e-mail: burmistrov@isuct.ru Получение полимерных композиций с требуемым комплексом потребительских свойств является одной из главных проблем полимерной химии и технологии. Эта задача может быть решена как созданием новых высокомолекулярных соединений, так и модификацией хорошо известных многотоннажных полимеров добавками различной природы. Первый путь сопряжен с затратами сил, средств и времени, перестройкой промышленной базы в области синтеза мономеров и высокомолекулярных веществ. В связи с этим, второй подход, связанный с разработкой и внедрением добавок к полимерам представляется более привлекательным, поскольку не связан со столь высокими затратами и может быть реализован в гораздо более сжатые сроки.

В данной работе нами синтезированы жидкокристаллические вещества с различными химически активными терминальными заместителями, которые были испытаны в качестве модификаторов поливинилхлорида (ПВХ) и полиэтилена.

Необходимым первоначальным испытанием потенциальных модификаторов явилась оценка их термической стабильности термогравиметрическим методом.

Проведенный анализ позволил установить, что изученные жидкие кристаллы обладают термической устойчивостью достаточной для применения их в качестве модификаторов ПВХ и полиэтилена, поскольку температуры переработки этих полимеров лежат заметно ниже.

Были получены температурные зависимости времен релаксации пленок из ПВХ и полиэтилена, модифицированных промышленными стабилизаторами и мезогенными добавками. Установлено, что введение жидкокристаллических модификаторов снижает время релаксации и объем кинетических единиц, участвующих в релаксационных процессах. Изучение влияния мезогенных соединений на деформационные свойства полимеров показало, что жидкокристаллические модификаторы обеспечивают понижение предела вынужденной эластичности полимера и значительное увеличение склонности к образованию «шейки». Протекание этих процессов возможно за счет ориентационных корреляций молекул мезогенов с алифатической матрицей.

Светотермостабилизирующую активность исследуемых веществ и промышленных стабилизаторов оценивали по величине относительного изменения прочности полимерного образца, подвергнутого светотепловому старению.

Полученные экспериментальные данные показывают, что мезогенные модификаторы являются эффективными универсальными стабилизаторами для ПВХ или полиэтилена.

Проведенные комплексные исследования и полученные результаты позволяют утверждать, что синтезированные мезогенные соединения являются эффективными многофункциональными модификаторами ПВХ и полиэтилена, совмещающими различные механизмы воздействия на полимерную матрицу.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Минобразования и науки РФ (РНП.2.2.1.1.7280) и гранта РФФИ 07-03-13509-офи_ц.

Секция 5. Устные доклады КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ФТОРОПЛАСТА И НЕФТЯНОГО КОКСА Мурадов М.Б.1, Эйвазова Г.М.1, Ахмедов И.Д.2, Клишин А.Н.3, Талыбова С.А.2, Алиев А.Ф. Бакинский Государственный Университет, Азербайджан,ул.З.Халилова 23, mbmuradov@gmail.com ООО AZECOLAB, Баку, Азербайджан, ул. А.Алекберова, 559 В/1, office@ael.az Clean – Service, Павлоград, Украина, 24/32 Новая ул., cleanservice@multinet.dp.ua Материалы на основе фторопластов (ПТФЭ) широко применяются в промышленности, в быту, что связано с их уникальными свойствами, такими как высокая термическая стойкость, химическая инертность, антифрикционные свойства и др.

В данной работе приводятся результаты наших исследований по созданию композитов на основе ультрадисперсного фторопласта и наполнителя на основе нефтяного кокса с целью получения графитонаполненного материала с улучшенными свойствами.

Были получены ультрадисперсные порошки фторопласта с размерами частиц 0,1-10мкм. Установлено, что образцы порошков фторопласта расплавляются при температуре порядка 2600С. Такое понижение температуры плавления, очевидно, можно связать с низкоразмерностью частиц на основе фторопласта.

Изучена температурная зависимость потери массы ультрадисперсных частиц из ПТФЭ в температурном интервале 50-250 0С. Результаты исследований показывают, что потеря массы составляет не более 2%, что свидетельствует о незначительности легколетучих компонентов.

Введение нефтяного кокса в состав композиции изменяет их физико механические свойства. Использование графита в качестве наполнителя улучшает теплопроводность, антифрикционные и механические свойства изделий изготовленных на основе ПТФЭ. Для получения графитонаполненного фторопласта, как правило, используют аморфный графит в размолотом виде.

В качестве наполнителя нами была использована коксовая мука, полученная от нефтяного кокса. Предварительно путем экстракции из нефтяного кокса были удалены смолы и легколетучие компоненты. Размеры частиц изменялись в диапазоне 10-50 мкм.

Процентное содержание наполнителя изменяли до 40%. Исследованы температурные зависимости разработанных композиций от их состава. Наилучшие механические свойства композиции получаются при 20% содержании наполнителя.

Исследование ИК спектров полученных композиций показало, что по сравнению с исходными структурами новая полоса поглощения не наблюдается. Увеличивается площадь пиков поглощения ИК спектров, что свидетельствует об увеличении молекулярной массы.

Работа финансирована со стороны УНТЦ, грант № 3840.

Секция 5. Устные доклады БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК В ИЗОТРОПНОМ РАСПЛАВЕ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИК МОЛЕКУЛЯРНОЙ УПОРЯДОЧЕННОСТИ В ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЕ Полушин С.Г., Козловский М.В., Рюмцев Е.И.

Физический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург, Россия. 198504, СПб, Петродворец, ул.Ульяновская, д.1.

E-mail: polushin@land.ru В работе исследованы электрооптические свойства гребнеобразного полиметакрилата с хиральными боковыми группами P8*NN. Полимер обладает уникальным бистабильным фазовым поведением - он образует две различных мезофазы в зависимости от скорости охлаждения изотропной фазы[1]. Быстрое охлаждение - быстрее, чем 1 град/мин и медленное охлаждение -менее 1 град/мин приводят в два разных фазовых состояния. Обе фазы стабильны и не могут переходить непосредственно одна в другую без нагрева до температуры фазового перехода в изотропный расплав. Мезофаза, образующаяся при медленном охлаждении определена как смектическая-А (Sm-A), она обладает двулучепреломлением и рассеивает свет.

Альтернативная фаза оптически изотропна и прозрачна, однако согласно рентгеновским данным, имеет слоевую смектическую структуру, из-за чего данное состояние назвали «изотропным смектиком»[1]. Селективное отражение света в УФ диапазоне и дихроизм оптического вращения являются аргументами в пользу представления о данном «изотропном смектике» как о смектической TGB-A фазе с очень малым, порядка 250 нм, шагом спирали.

Выполненные методами эффекта Керра и рентгеновского рассеяния исследования[2,3] в изотропной фазе полимера обнаружили в этой фазе структурный переход. Найдено скачкообразное изменение температурной зависимости постоянной Керра К(Т-Т*). По этой причине зависимость аппроксимирована двумя отрезками, характеризующими электрооптические свойства полимера в температурных областях А (ниже 70С) и В (выше 70С). Для каждой области определено собственное значение предельной температуры существования изотропной фазы Т*. Такое явление в изотропном расплаве ЖК полимера (как и, по-видимому, в изотропном расплаве мезогена вообще), ранее не наблюдалось. Очевидно, что области А и В представляют собой две изотропные фазы, отличающиеся типом молекулярной упаковки.

В результате эффект бистабильности жидкокристаллической фазы в полимере P8*NN находит естественное объяснение. Причиной того, что в зависимости от скорости охлаждения возможно образование либо Sm-A, либо TGB-А фаз является сочетание в одном веществе двух принципиально важных свойств. Это замедленная кинетика фазовых переходов, присущая всем полимерам, и наличие у данного полимера двух изотропных фаз, каждая из которых является предшественницей собственной мезофазы.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 06-03-32686.

1 Kozlovsky M., Jungnickel B.-J., and Ehrenberg H. // Macromolecules. 2005. V. 38, P.

2729.

2 В.Б.Рогожин, С.Г.Полушин, И.В.Белобородов, Е.И.Рюмцев, М.В.Козловский.

Жидкие кристаллы и их практическое использование, Иваново, 2007. Вып. (20). С. 83 - 91.

3 S. Polushin, V. Rogozin, I. Beloborodov, Е. Rjumtsev, М. Kozlovsky Macromolecular Rapid Communications V.29, Issue 3, 2008, P.224.

Секция 5. Устные доклады ИНФИЛЬТРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ В ТРЕХМЕРНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ КАРКАСАХ Каблов Е.Н., Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», Москва, Российская Федерация Одним из способов повышения эксплуатационных характеристик стеклокерамических, керамических и металлических волокнистых материалов является применение неорганических тонкопленочных керамических термоармирующих покрытий (ТАП).

В работе представлены результаты по инфильтрации тонкопленочных керамических термоармирующих покрытий на основе элементоорганических керамообразующих полимеров в неорганические трехмерные волокнистые каркасы.

Проведены исследования температурно - временных режимов формирования покрытий, температуроустойчивости, механических свойств и коэффициента звукопоглощения образцов композиционных материалов с ТАП.

Инфильтрацию в трехмерные каркасы осуществляли методом вакуумной и свободной пропитки. С целью достижения максимального содержания керамообразующего полимера и его равномерного распределения по объему микропористого волокнистого материала исследовали влияние последовательности операций инфильтрации растворами разной концентрации.

Установлено, что с увеличением количества циклов инфильтрации, концентрации рабочих растворов и их модификаций плотность образцов повышается пропорционально концентрации растворов связующих и также пропорционально замедляется рост плотности по мере увеличения числа циклов пропитки.

Показано, что стеклокерамический материал с термоармирующим покрытием температуроустойчив до 1200°С в течение 1000 часов и при 1500 С в течение двух часов, механическая прочность (сж, изг) образцов возрастает в (2-4) раза.

Наноструктурированный керамический композиционный материал C/SiC с ТАП температуроустойчив при 1300 °С в течение 23 часов и при 1500 С в течение восьми часов, без покрытия соответственно при 1300 °С – 30 мин, а при 1500 °С – 5 мин.

Применение ТАП на пористом истираемом волокнистом металлическом материале позволило повысить рабочую температуру с 900°С до 1200°С, термостойкость в (5-7) раз при 120020°С (один цикл – 10 мин).

Разработанные термоармирующие покрытия на основе неорганических полимеров позволили повысить термопрочностные характеристики керамических стеклокерамических и металлических волокнистых материалов: рабочую температуру на 250-300°С, термостойкость в 7-10 раз, механическую прочность в 2-3 раза.

Секция 5. Устные доклады КИНЕТИКА АГРЕГАЦИИ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ НАНОЧАСТИЦ, ОБРАЗОВАННЫХ ВКЛЮЧЕНИЕМ ПОЛИАЛКИЛЕНОКСИДОВ В ЦИКЛОДЕКСТРИНЫ Топчиева И. Н.1, Панова И. Г.1, Спиридонов В. В.1., Калашников Ф. А.1, Курганов Б. И.2, Матухина Е. В. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет, 119991 Москва, Воробьевы горы Институт биохимии им. А.Н. Баха, РАН, 119071 Москва, Ленинский проспект, Московский педагогический государственный университет 119435 Москва, ул. Малая Пироговская, Комплексы включения (КВ) между циклодекстринами (ЦД) и полиалкиленоксидами (ПАО) являются ярким примером самоорганизующихся наноразмерных полимерных систем. Они представляют собой ансамбли молекул, в которых на макромолекулы полимерного гостя нанизано множество молекул ЦД.

Образование КВ происходит при смешивании водных растворов компонентов и сопровождается помутнением раствора. Продукты реакции являются кристаллическими веществами с колончатой организацией макроциклов. Другим типом самоорганизующихся систем на основе ЦД являются полые нековалентные колончатые структуры (НКС) с протяжённой внутренней полостью. Такие структуры могут быть получены как эксклюзией полимерного лиганда из КВ, так и осаждением ЦД из водных растворов в органический осадитель. НКС сохраняют колончатую структуру в растворах, благодаря чему НКС могут проявлять рецепторные свойства как по отношению к низкомолекулярным, так и полимерным лигандам. Изучение кинетики взаимодействия НКС с полимерными лигандами методом динамического светорассеяния позволяет зафиксировать отдельные стадии кристаллизации КВ.

Включение ПАО способствует фиксации колончатой структуры и уменьшению подвижности макроциклов в КВ, а также изменению конформационного состояния ЦД, что приводит ассоциации наночастиц КВ и их дальнейшей кристаллизации. Для системы -ЦД – полиэтиленоксид (ПЭО) была количественно охарактеризована стадия зародышеобразования с последующей агрегацией КВ и переходом системы в гелеобразное состояние. Для системы -ЦД – ПЭО зафиксировано постадийное включение одной и двух молекул ПЭО в полость НКС. Проведено сравнительное изучение кинетики агрегации в системах -ЦД – ПЭО и -ЦД – полипропиленоксид (ППО). Показано, что скорость агрегации существенно возрастает при переходе от ПЭО к ППО. Это связано с тем, что между ППО и внутренней полостью ЦД реализуются более сильные гидрофобные взаимодействия, чем в случае КВ с ПЭО.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-03-00617-a), № 08-04-00666-a и гранта для Ведущих школ (№ НШ 168.2008.3).

Секция 5. Устные доклады ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЗОМОРФНЫХ СВОЙСТВ мезо-АЛКИЛОКСИЗАМЕЩЕННЫХ ТЕТРАФЕНИЛПОРФИНА Усольцева Н.В., Быкова В.В., Жарова М.А., Семейкин А.С. Ивановский государственный университет, Россия, 153025 Иваново, ул. Ермака, E-mail: usol@ivanovo.ac.ru Ивановский государственный химико-технологический университет, Россия, 153460 Иваново, пр. Ф. Энгельса, Осуществлен синтез мезо-алкилоксизамещенных тетрафенилпорфина.

Индивидуальность соединений была установлена с привлечением физико-химических методов исследования (элементного анализа, ИК-, 1H ЯМР и электронной спектроскопии).

R3 = OCH2CH=CH R1 = H R2 = H I R R R R3 = OC4H II R1 = H R2 = H R R3 = OC7H R1 = H R2 = H III R R3 = OC8H R1 = H R2 = H IV N R R3 = OC10H V R1 = H R2 = H HN NH R3 = OC12H R1 = H R2 = H VI R1 R3 = OC16H R1 = H R2 = H N VII R2 = OC4H9 R3 = H R1 = H VIII R R1 = OC4H9 R2 = H R3 = H R1 IX R3 R3 R1 = OC10H21 R2 = H R3 = H X R R1 = OC16H33 R2 = H R3 = H XI Исследование мезоморфных свойств соединений методом оптической поляризационной микроскопии показало, что соединения VI, VII, IX и XI проявляют термотропный мезоморфизм. Соединения VI, VII и XI характеризуются монотропным мезоморфизмом, а соединение IX – энантиотропным мезоморфизмом. Соединение VII проявляет также и лиотропный мезоморфизм (в бинарных системах с органическими растворителями, такими как толуол, бензол, хлороформ). Соединения I – V, VIII и X не обладают ни термотропным ни лиотропным мезоморфизмом.

Исследование фазового поведения соединений было дополнено изучением методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), которое выполняли на приборе DSC 200 PC Phox фирмы “Netzch”, скорость нагрева 10, 0 оС. Обсуждается влияние особенностей структуры на температуру и энтальпию фазовых переходов данных соединений.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 07-03-00427) и Минобразования и науки РФ (грант РНП.2.2.1.1.7280).

Секция 5. Устные доклады КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ ПОЛИАКРИЛАМИД - ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ – ВОДА Федусенко И.В., Кленин В.И., Назарова А.С.

Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского Россия. 410012, Саратов, Астраханская ул., FedusenkoIV@info.sgu.ru Фазовый анализ систем полиакриламид-вода и поливиниловый спирт-вода позволяет отнести их к системам с вырожденной замкнутой областью аморфного разделения [1, 2].

Поливиниловый спирт относится к кристаллизующимся полимерам.

Данные рентгенофазового и калориметрического анализов свидетельствуют о том, что полиакриламид - аморфный, некристаллизующийся полимер. Между тем в водных растворах полиакриламида формируются надмолекулярные частицы, природа которых была отнесена к микрофазовому разделению типа жидкость-кристалл [2].

Изучали формирование надмолекулярного порядка в водных растворах смеси полимеров полиакриламида и поливинилового спирта. Параметры надмолекулярных частиц: средний размер, числовую и массово-объемную концентрацию определяли методом спектра мутности в диапазоне длин волн 400–582 нм при комнатной температуре.

Растворы полимеров концентрацией 1 г/дл готовили при перемешивании магнитной мешалкой при температуре 85-900С (поливиниловый спирт) и 22-250С (полиакриламид) после предварительного набухания полимера в растворителе в течение суток при комнатной температуре. После приготовления водные растворы поливинилового спирта и полиакриламида смешивали в разных соотношениях и изучали кинетику формирования второго уровня надмолекулярного порядка в течение 14-20 суток при температуре 22-250С. Сразу после смешения растворов уже начальный уровень надмолекулярного порядка показывает сложное взаимодействие надмолекулярных частиц двух полимеров. По тангенсу угла наклона кинетических кривых массово-объемной концентрации надмолекулярных частиц определяли максимальную скорость формирования надмолекулярного порядка. Установлено, что зависимость скорости формирования надмолекулярного порядка от соотношения двух полимеров является экстремальной функцией с максимальной скоростью при соотношении полимеров 1:1.

Полученные данные свидетельствуют о существенном взаимодействии надмолекулярных частиц в растворе смеси полимеров, которые открывают возможность управления морфологией надмолекулярных частиц с изменением физико химических и эксплуатационных свойств растворов.

1 Кленин В.И. Термодинамика систем с гибкоцепными полимерами. Саратов:

Изд-во Саратовского ун-та, 1995. [Klenin V.J. Thermodynamics of systems containing flexible-chain polymers. Amsterdam etc.: Elsevier. 1999].

2 Кленин В.И., Федусенко И.В. Фазовый анализ системы полиакриламид-вода.

Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 2006.

Секция 5. Стендовые доклады ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ИЗОМЕРИЯ МЕЗОГЕННЫХ ЭФИРОВ Абуляисова Л.К1., Алимбаева М.Т2., Малышев В.П2.

Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова, г. Караганда, Казахстан, ул. Университетская, Химико-металлургический институт им. Ж.Абишева, г. Караганда, Казахстан, ул.Ермекова, 63;

hmi@mail.krg.kz Нематические ЖК (НЖК) широко применяют в оптоэлектронике, газожидкостной хроматографии, термографии и как лазерные среды, что стимулирует экспериментальное и теоретическое изучение многокомпонентных систем, содержащих НЖК.

Объектами наших исследований являются термотропные ЖК нематического типа на основе ацетиленовых соединений с общей формулой XC6H4OCH2CCC6H (фенилпропаргиловые эфиры фенолов (ФПЭФ)).

К настоящему времени сведений об экспериментальных исследованиях струк туры этих соединений нет. Применение же теоретических методов к исследованию строения и свойств жидкокристаллических соединений позволяет получить уникаль ную информацию и выяснить происхождение физико-химических свойств веществ на молекулярном уровне, выявить в результате этого связь микро- и макропараметров.

В связи с этим нами использован квантово-химический подход к изучению конформационных свойств ФПЭФ. Для проведения полной оптимизации геометриче ских параметров опорных структурных единиц исследуемых ЖК - анизометричных молекул эфиров с электронодонорными (F, Cl, Br, I) и электроноакцепторными (COOH, COH, CN, NO2) пара-заместителями в бензольном кольце и использования их в последующих неэмпирических расчетах, а также для сопоставительного анализа энергий конформеров выбрано полуэмпирическое приближение PM3 [1].

Ниже отмечены основные результаты, показывающие связь величин и форм барьеров внутреннего вращения со структурой молекул.

1. Внутреннее вращение по связи Csp2 – O во всех рассмотренных случаях является заторможенным: величина барьера лежит в области 3,9-18,1 кДж/моль и увеличивается в ряду заместителей: FHClIBrCNCOOHCHONO2.

2. В случае незамещенного, а также галоген- и цианзамещенных ФПЭФ имеется один потенциальный барьер и один минимум. Для ФПЭФ с группами COOH, CHO, NO2 имеются два барьера вращения. В случае акцепторных групп преобладающим является не электронный эффект заместителя, а его строение:

CN-группа линейна, вследствие чего внутреннее вращение CN-эфира сходно с вращением в галоген- и незамещенных ФПЭФ. По сравнению с разветвленными группами у них отсутствует прямое полярное сопряжение заместителей, что способствует понижению барьера.

3. Обнаружена корреляция расчетных величин с константами заместителей;

константы пропорциональны зарядам, индуцируемым заместителем в п положении бензольного ядра. Указанные заряды, а также барьеры вращения -констант заместителей (исключение изменяются симбатно значениям составляет циангруппа).

1. Stewart J.J.P. // J. Comput. Chem. 1989. № 10. - P. 209.

Секция 5. Стендовые доклады ВЛИЯНИЕ НЕМЕЗОМОРФНЫХ ДОБАВОК НА ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТЬ И АНИЗОТРОПНЫЕ СВОЙСТВА НЕМАТИЧЕСКИХ МЕЗОГЕНОВ Александрийский В.В., Новиков И.В., Бобрицкая Е.В., Бурмистров В.А.

Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия, пр.Ф.Энгельса, 7, NMR@isuct.ru Поведение жидкокристаллических материалов в электрических и магнитных полях, определяющее практическое использование жидких кристаллов (ЖК), в значительной степени зависит от характера межмолекулярных взаимодействий компонентов. Одним из путей глубокой модификации мезоморфных и физических свойств ЖК является целенаправленное допирование специальными добавками, как жидкокристаллического, так и немезоморфного характера. Так, например, было показано, что существенно повысить анизотропию диэлектрической проницаемости без заметного ухудшения вязкоупругих характеристик можно за счет введения небольших количеств сильнополярных немезогенных соединений. Между тем, закономерности влияния полярных немезогенов на физические характеристики жидкокристаллических композиций до конца не выяснены.

В связи с этим в представляемой работе были исследованы мезоморфные, диэлектрические, оптические и ориентационные свойства систем мезоген - немезоген на основе цианпроизводных жидких кристаллов: 4-(транс-4 пентилциклогексил)бензонитрила (5PCH) и 4-алкилокси-4-цианобифенилов (n-ОCB), жидкокристаллических смесей (ЖК-807, Е3). В качестве немезоморфных соединений были использованы - 4-нитроанилин (ПНА), азобензол (АБ), 4-аминобензонитрил (АБН), 4-гидрокси-4-цианобифенил (НОCB), имидазол (ИМ), а также хиральная добавка на основе цианобифенила (I).

Методом поляризационной термомикроскопии получены фазовые диаграммы бинарных систем ЖК-немезоген. Проанализировано влияние немезоморфных компонентов на термостабильность жидкокристаллических композиций. Обнаружено стабилизирующее воздействие НОCB (в отличие от других соединений) на мезофазу 5PCH и 5OCB, связанное с эффективным встраиванием добавки в матрицу ЖК благодаря образованию Н-комплексов с участием групп HO…NC. Было также установлено, что в системе I +5OCB образуется индуцированная хиральная нематическая фаза (ХНМ) с точкой эвтектики при 0,65 масс. д. (I) в температурном интервале 46-75оС. В системе I + 3OCB точка эвтектики соответствует содержанию (I) 0,4 масс.д. с интервалом 34-63оС и двумя кристаллическими модификациями. Все это позволяет рассматривать исследованные системы как потенциальные ЖКСФ для газовой хроматографии.

Получены температурные и концентрационные зависимости анизотропии диэлектрической проницаемости, двулучепреломления и ориентационной упорядоченности систем мезоген-немезоген при ориентировании образцов магнитным полем. Показано влияние межмолекулярных водородных связей на ориентационное и ассоциативное состояние жидкокристаллических композиций.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Министерства образования и науки РФ (грант РНП 2.2.1.1.7280) и программы ОХНМ РАН №2-ОХ Секция 5. Стендовые доклады СТРУКТУРА УГЛЕРОДНЫХ ФАЗ ИЗ ПОЛИМЕРИЗОВАННЫХ ФУЛЛЕРЕНОВ И НАНОТРУБОК Али-Паша В.А., Беленков Е.А.

Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия, 454021, Челябинск, ул. Бр. Кашириных 129, belenkov@csu.ru Фуллерены и нанотрубки, содержащиеся в углеродных депозитах, получаемых конденсацией углеродного пара, связаны между собой слабыми Ван-дер-ваальсовскими связями. Для формирования высокопрочных конструкционных материалов необходимо чтобы связи осуществлялись прочными ковалентными связями. Экспериментально установлено, что добиться этого можно, подвергая материалы, содержащие фуллерены и нанотрубки, воздействию высокими давлениями. При этом часть атомов углерода переходит из состояния sp2 гибридизации в sp3 гибридизированное состояние.

Происходит полимеризация, и между фуллеренами и нанотрубками образуются прочные ковалентные связи за счет sp3 гибридизированных атомов. При этом из фуллеренов возможно формирование одно-, двух- и трехмерно связанных наноструктурированных материалов. Предельные механические свойства таких материалов определяются прочностью одинарных углерод-углеродных связей формирующихся между фуллеренами и нанотрубками. Повышение прочностных свойств возможно, если бы связи были бы более прочными связями, имеющими порядок связи больше единицы. Для этого необходимо чтобы все атомы в материале оставались в sp2 гибридизированном состоянии. В данной работе выполнен теоретический анализ возможности формирования таких наноструктурированных углеродных фаз. Расчет геометрически оптимизированных структур проводился методом молекулярной механики ММ+. Энергетические характеристики структур рассчитывались расширенным методом Хюккеля.

В результате модельных расчетов была доказана возможность устойчивого существования одно-, двух- (рис) и трехмерно жестко связанных фаз из фуллеренов C60, C70 и С82, а также 2D и 3D полимеризованных фаз из нанотрубок, состоящих только из атомов углерода в состоянии sp2 гибридизации. Для всех исследованных фаз были найдены параметры элементарных ячеек и рассчитаны теоретические рентгенограммы. Также, был выполнен анализ возможных путей формирования полимеризованных фаз из каркасных углеродных наноструктур и предложены возможные пути их экспериментального синтеза.

Рис. Структура 2D фуллереновых полимеров а) C60-3*1 б) C60-4*2+(2,2)0.5*4*12.

Секция 5. Стендовые доклады МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ КРАХМАЛЬНЫХ ЗЕРЕН В АППАРАТАХ РОТОРНОГО ТИПА Аникин Я. А.

Учреждение Российской Академии наук Институт химии растворов РАН 153045, г. Иваново, Россия, ул. Академическая, 1, e-mail: vap@isc-ras.ru Сферы использования крахмала разнообразны и лежат во многих отраслях промышленности. Крахмал основной мультифункциональный ингредиент пищевого производства. В измененном или природном состоянии крахмал используется как сгущающий, желирующий или стабилизирующий компонент.

Проблема эффективной переработки крахмалосодержащего сырья с целью энергоресурсосбережения имеет большое значение. Большинство существующих технологий получения гелеобразных систем на основе крахмалопродуктов как правило использует термический способ разрушения крахмальных зерен, разогревом путем контакта с водяным паром либо другим теплоносителем. Роторные аппараты давно и успешно применяемые в различных отраслях для гомогенизации, диспергирования, эмульгирования, довольно эффективно зарекомендовали себя в режиме теплогенератора.

Цель исследования – приобрести новое базовое понятие позволяющее выявить вклад вида механической обработки на степень разрушения зерен крахмала в водной среде на этапах набухания и клейстеризации при обработке в роторных аппаратах в режиме теплогенератора.

Опыты проводились с кукурузным крахмалом ГОСТ 7697-82, концентрацией (5% СВ). Для определения гранулометрического состава крахмальных зерен использовался лазерный анализатор дисперсности частиц «Analysette 22».

Изучена возможность использования аппаратов для клейстеризации водно крахмальных дисперсий концентрацией (5% СВ) при различных механических воздействиях.

Степень трансформаций крахмальных зерен зависит от интенсивности нагрева дисперсии и конструктивных особенностей аппаратов. Эти факторы определяют скорость набухания, форму и состояние поверхности зерен, а также и реологические свойства полученных растворов. Быстрый рост температуры в результате механической обработки приводит к разрушению и эрозии поверхности зерен, что подтверждается ростом количества их фрагментов до 10 мкм. Наиболее выраженный эффект разрушения зерен происходит при ударном и комбинированном ударно-сдвиговом воздействии. Сдвиговое воздействие напротив не приводит к существенным повреждениям зерен, что подтверждается микроскопическими исследованиями.

На основании этих результатов даны рекомендации по применению аппаратурного оформления для получения крахмалопродуктов широкой гаммы.

Секция 5. Стендовые доклады ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РОТОРНЫХ АППАРАТОВ В РЕЖИМЕ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КЛЕЕВЫХ КРАХМАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Аникин Я А, Падохин В.А.

Учреждение Российской академии наук Институт химии растворов 153045, г. Иваново, Россия, ул. Академическая, 1, e-mail: vap@isc-ras.ru Крахмал является одним из наиболее широко распространённых в природе полисахаридов, был одним из первых реагентов, примененных для получения клеевых композиций, благодаря многим своим положительным качествам, всегда оставался востребованным. Технологии и рецептуры приготовления клеёв на основе крахмала разнообразны. В основе наиболее распространенного способа получения крахмального клея для склеивания гофрокартона лежат следующие операции: приготовление клейстера крахмала путём его разваривания (или же обработки химическими реагентами) и последующее его смешивание с суспензией крахмала Обязательным условием получения однородной композиции является непрерывное его перемешивание. Однородность и функциональные свойства композиции зависит от эффективности её перемешивания. В промышленной практике актуальным является вопрос оптимальной композиции клея, которая при часто меняющихся условиях производства (характеристики сырья, техническое состояние оборудования) обеспечивала достижение необходимых его свойств.

Одним из наиболее распространенных основных аппаратов применяемых для получения клея является ёмкостной аппарат, оснащенный перемешивающим и теплообменными устройствами. Емкостные аппараты работают в периодических режимах, громоздки и энергоемки. Роторные аппараты, работающие в режиме теплогенератора, можно использовать для приготовления клеевых композиций.

Технология выглядит следующим образом.

Сначала получают фракцию носителя. В водно-крахмальную дисперсию обрабатываемую в аппарате в режиме рецикла вводят раствор NaOH давая возможность крахмалу клейстеризоваться. На следующей стадии к носителю добавляют воду, сухой крахмал и тетраборатанатрия (Na2B4O7).Смесь компонентов обрабатывают в роторном аппарате. Продолжительность обработки зависит от технологического назначения клея.

На рис. 1 представлен вариант технологической схемы приготовления клеевых композиций с помощью роторного активатора-теплогенератора.

Рис. 1 Технологическая схема приготовления клеевых композиций с помощью роторного активатора-теплогенератора Клеи, полученные с помощью роторных аппаратов обладают стабильностью при хранении и характеризуются подходящими для переработки величинами вязкости.

Время приготовления таких клеев значительно меньше, нежели традиционным способом.

Секция 5. Стендовые доклады МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАБУХАНИЯ КРАХМАЛЬНЫХ ЗЕРЕН Носков А.В., Аникин Я.А.

Учреждение Российской Академии наук Институт химии растворов РАН Россия, 153045, Иваново, ул. Академическая, 1;

e-mail: avn@isc-ras.ru Крахмал не только источник пищевого сырья, но и важный компонент, существенно изменяющий свойства многих продуктов. Особенности набухания и клейстеризации крахмальных зерен достаточно широко изучены. Кукурузный крахмал сильно набухает и начинает превращаться в гель в интервале температур 62 72оС;

при более высоких температурах набухание замедляется [1]. Проникновение влаги внутрь зерна может быть облегчено благодаря гидромеханической обработке. При этом в аппарате создаются условия, необходимые для начала набухания.

В работе [2] получено уравнение, которое описывает изменение радиуса сферической частицы крахмала во времени. В безразмерных переменных это уравнение имеет вид:

R( t ) = R0 + A t Bt, (1) где R0 – первоначальный размер частицы, а значения параметров A и B зависят от коэффициентов диффузии воды в твердой и клейстеризованной фазах.

Экспериментальная проверка модели проводилась на образцах кукурузного крахмала (ГОСТ 7697-82). Исследуемый водный раствор подвергался ударно сдвиговому воздействию в роторном аппарате пульсационного типа. Диаметры зерен крахмала измерялись и регистрировались в ходе нагрева с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц «Анализетте 22». Установлено, что средний диаметр зерна крахмала составлял в начальный момент времени 14 мкм и увеличивался в ходе процесса.

Анализ полученных данных, проведенный методом наименьших квадратов, показал, что в период 0t50 c средний радиус зерен изменяется во времени в соответствии с уравнением (1): r2=0.902, 2=0.013. При этом входящие в (1) параметры имеют значения: A=0.252±0.028, B=0.017±0.003. Как видно, вид зависимость R(t) в основном определяется вторым слагаемым в правой части (1). Подобный «режим квадратного корня» характерен для диффузионно-контролируемых процессов.

Таким образом, сопоставление полученных экспериментальных данных с теоретическими представлениями позволило заключить, что скорость набухания крахмального зерна в водной среде определяется движением фронта клейстеризации, т.е. диффузией влаги в зерне.

1. Kokini, J. L., Lai, L.-S., & Chedid, L. L. (1992). Effect of starch structure on starch heological properties. Food Technology, 6, 124–139.

2. M.J. Davey, K.A. Landman, M.J. McGuinness, H.N. Jin // Amer. Inst. Chem. Eng.

(AIChE) J., March 2002.

Секция 5. Стендовые доклады NANOCOMPOSITE COATINGS BASED ON LIQUID CRYSTALLINE ALTERNATING ANHYDRIDE REACTIVE FLUORO- COMB COPOLYMERS AND SILICA NANOPARTICLES FOR DEVELOPMENT OF SUPERHYDRO-OLEO PHOBIC SURFACES Belov Nikolay1, Schaefer Karola1, Beginn Uwe2, Moeller Martin DWI an der RWTH Aachen e.V and Institute of Technical and Macromolecular Chemistry, RWTH Aachen, Aachen (Germany) Institute of Chemistry, OC-1, University of Osnabrueck, Osnabrueck (Germany) In the building, textile, paper, automotive and other industries in many cases it is essential to have protective coatings with strong wear properties on such materials like glass, metals, plastics, wood and different textiles. The aim of the present work is the development the nanocomposite coatings with high abrasion resistance, thermal and chemical stability, water and oil repelling properties, using silica nanoparticles, for designing the morphology similar to those of the lotus leaf and copolymers with perfluorinated side chains to attain low surface energy of the coatings. Using continuous addition polymerization technique (Figure 1) a series of the homogeneous alternating comb copolymers with perfluorinated side chains were synthesized.

3 µm Figure 1: Setup for continuous Figure 2: SEM image of nanocomposite coating with addition polymerization fluoropolymers and silica The monomer concentration was kept constant through continous addition of the monomers with the rates they are consumed during the polymerization. The thermal properties of the polymers were studied by TGA and DSC measurements. Small enthalpy values obtained by DSC measurements suggested liquid crystal ordering which was further proved by polarization microscopy and X-ray studies. The perfluorinated copolymers together with silica nanoparticles were used for coatings on silica wafers, glass and aluminum substrates applying the dip-coating, drop casting and spin-coating techniques. Surface properties were investigated by the droplet sessile method, and the homogeneity and the morphology of the coatings were investigated by AFM and SEM (Figure 2).

Секция 5. Стендовые доклады ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ДИАЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ Блохина С.В., Ольхович М.В., Шарапова А.В., Алексеева О.В.

Институт химии растворов РАН, Иваново, Россия, ул. Академическая, д. nyb@isc-ras.ru Оценка термодинамических параметров растворов на основе производных целлюлозы позволяет осуществить направленный подбор растворителей, необходимых при промышленном использовании указанных полимеров. Однако, механизмы взаимодействия данных высокомолекулярных соединений с различными органическими растворителями изучены недостаточно, что препятствует развитию технологий их переработки.

В настоящей работе на примере диацетата целлюлозы (ДАЦ) обсуждены основные факторы, которые необходимо принимать во внимание при работе с полимерами методом ОГХ и определены термодинамические параметры растворения ряда сорбатов в аморфной структуре данного эфира целлюлозы.

Для изученных бинарных систем ДАЦ – органический растворитель на основании данных ОГХ были определены температурные зависимости параметра Флори –Хаггинса (). Установлено, что термодинамическая устойчивость смеси ДАЦ с низкомолекулярными растворителями являются функциями температуры. Параметр увеличивается с повышением температуры, что может быть обусловлено ослаблением взаимодействий сорбент – сорбат, в том числе понижением энергии водородных связей между компонентами раствора. В изученных системах параметр зависит от природы используемого сорбата, при этом общая тенденция изменения параметра Флори – Хаггинса от температуры для различных сорбатов одинакова.

При растворении н-алканолов в ДАЦ обнаружено уменьшение величин парциальных молярных энтальпий растворения сорбатов с удлинением алкильного радикала низкомолекулярных соединений, вероятно, за счет увеличения молекулярной поляризуемости спиртов. Это указывает на то, что в бинарных системах ДАЦ - спирт ослабление способности н-алканолов к образованию водородной связи в гомологическом ряду не приводит к понижению общей интенсивности взаимодействия между компонентами раствора. Данный вывод подтверждается уменьшением значений коэффициентов Флори-Хаггинса в гомологическом ряду спиртов. Изомеры спиртов (изобутанол и изоамиловый спирт) характеризуются высокими значениями параметра, особенно в высокотемпературной области. Это свидетельствует о плохой совместимости компонентов указанных смесей. Низкие значения параметров ацетона и ацетонитрила в ДАЦ при бесконечном разбавлении показывают, что между компонентами смесей существуют сильные диполь-дипольные межмолекулярные взаимодействия. Данные низкомолекулярные растворители обладают очень хорошей совместимостью с аморфной структурой ДАЦ, что согласуется с литературными данными по изучению концентрированных растворов производных целлюлозы [1].

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (грант РНП.2.2.1.1.7280) 1. Биологически активные вещества в растворах: структура, термодинамика, реакционная способность. М.: Наука, 2001. – 403 с.

Секция 5. Стендовые доклады АГРЕГАЦИЯ И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ФУЛЛЕРЕН–TDAE–РАСТВОРИТЕЛЬ Блохина С.В., Лебедева Н.Ш., Боровков Н.Ю.

Институт химии растворов РАН, Иваново, Россия nyb@isc-ras.ru Актуальной научной проблемой является допирование углеродных нанокластеров органическими электронодонорными соединениями с целью придания им новых электрофизических свойств. Особый интерес представляет взаимодействие фуллерена C60 с тетра(диметиламино)этиленом (TDAE), являющимся сильным -донором класса аминов. Согласно существующим представлениям [1], основанным на данных спектрофотометрического (СФ) титрования по Бенеши–Гильдебранду, взаимодействие C60–TDAE протекает в одну стадию и приводит к образованию «ион-радикальной соли» [C60-·TDAE+]. Низкие константы «солеобразования» (K0.02 моль-1 в дихлорбензоле [1]), их аномальная зависимость от полярности растворителя, а также данные работ [2, 3] по СФ титрованию фуллерена аминами не согласуются с представлением о взаимодействии между фуллереном и -донорами как стехиометрическом парном взаимодействии.

В связи с этим в настоящей работе исследовали взаимодействие C60–TDAE с помощью калориметрического титрования и спектрофотометрии в среде о-ксилола.

Установлено, что при введении TDAE в раствор фуллерена протекают одновременно как минимум два процесса: образование эквимолярного комплекса с переносом заряда (КПЗ) и со-агрегация КПЗ с избыточным TDAE.

Определены характеристики комплексообразования: энтальпия -207±7 кДж/моль и константа устойчивости 1750 л/моль.

Взаимодействие C60–TDAE исследовали спектрофотометрически, используя подход Циленто–Саниото [4], который позволяет определять устойчивость КПЗ при фиксированном соотношении донор/акцептор. Было измерено оптическое погашение системы C60–TDAE (10:1) при 436 нм (локальный минимум) в области концентраций фуллерена 0.7–2.7 mM.

Установлено, что в присутствии TDAE интенсивность погашения системы превышает таковую раствора свободного фуллерена на 20–30%, что свидетельствует об интенсивном межмолекулярном взаимодействии. Константу устойчивости, однако, найти не удалось, так как раствор фуллерена даже в столь узком концентрационном диапазоне не подчиняется закону Ламберта–Бугера–Бера.

Таким образом, подход Бенеши–Гильдебранда неприменим к фуллерену, состояние которого в растворе определяется не только парным взаимодействием фуллерен–-донор, но и агрегацией. Взаимодействие C60–TDAE в растворе является не «солеобразованием», а сложным процессом. Причем агрегация фуллерена не просто сопутствует комплексообразованию, а усиливает его.

Работа выполнена при содействии РФФИ (грант 07-03-00145).

1. T. Nojiri et al. J. Phys. Chem. A 1997 101 7943. [2] V. Brezova et al. Spectrochim. Acta A 2000 56 2729. [3] Y. Wang et al. J. Phys. Chem. B 1997 101 5627. [4] G. Cilento et al. Z.

Physik. Chem. (Leipzig) 1963 223 333.

Секция 5. Стендовые доклады АГРЕГАЦИЯ И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ФУЛЛЕРЕН–НАФТАЛИН–РАСТВОРИТЕЛЬ Блохина С.В., Лебедева Н.Ш., Боровков Н.Ю.

Институт химии растворов РАН, Иваново, Россия nyb@isc-ras.ru Уникальность нафталина как -донорного партнера фуллеренов проявляется в интенсивных спектральных эффектах и высокой растворимости. Согласно новейшим представлениям [1, 2], это связано с образованием «контактных» комплексов с переносом заряда (КПЗ), возникающих исключительно при большом избытке нафталина ввиду почти нулевых значений константы устойчивости и энергии взаимодействия.

В настоящей работе взаимодействие фуллерен–нафталин исследовали с помощью калориметрии титрования, являющейся прямым методом определения стехиометрии и энергии образования молекулярных комплексов. В качестве титрантов использовали избыточные аминонафталины (далее Nph), способные донировать электрон фуллерену при облучении [2]. Титрование нафталинами I и II выполняли в циклогексене, а нафталином III – в о-ксилоле (III).

Взаимодействие фуллерена с нафталинами I и II протекает нестехиометрично, сопровождаясь слабым экзоэффектом |-Q|1 кДж/моль. В первом случае, начиная с Nph/C60=4, тепловыделение отсутствует, тогда как во втором случае слабый экзоэффект регистрируется даже при Nph/C6020. Различие, по-видимому, связано с тем, что нафталину II свойственно образование крупных (более 6 молекул) агрегатов, рост которых промотируется фуллереном. Взаимодействие фуллерена с нафталином III протекает как классическое комплексообразование. Оно является эквимолярным и сопровождается экзоэффектом Q=-89±2 кДж·моль-1. Соответствующая константа устойчивости равна 27·103 моль-1. Таким образом, равновесие сильно сдвинуто в сторону КПЗ, и при эквимолярном соотношении партнеров в растворе свободные молекулы практически отсутствуют.

Полученные данные позволяют уточнить представления [1] о природе взаимодействия фуллерен–нафталин. Спектральные эффекты, трактуемые как следствие парного взаимодействия, имеют сольватохромное происхождение.

Образование истинного КПЗ возможно только в случае нафталина III;

оно обусловлено присутствием -донорного центра аминоэтиленовой природы и с присутствием нафтильных фрагментов не связано.

Работа выполнена при содействии РФФИ (гранты 03-02-16643 и 07-03-00145).

1. G. Sarova et al. J. Phys. Chem. B 2004 108(44) 17261. [2] M. El-Kemary et al. J. Phys.

Chem. A 1999 103(10) 1329.

Секция 5. Стендовые доклады МЕЗОМОРФИЗМ КАТИОННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ мезо-ЗАМЕЩЕННЫХ ТЕТРАФЕНИЛПОРФИНОВ Быкова В.В., Усольцева Н.В., Ананьева Г.А., Брагина Н.А.1, Новиков Н.В.1, Федулова И.Н.1, Миронов А.Ф. Ивановский государственный университет, Россия, 153025 Иваново, ул. Ермака, E-mail: usol@ivanovo.ac.ru Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, 119571 Москва, просп. Вернадского, мезо-Арилзамещенные порфирины представляют собой синтетические аналоги макроциклических природных соединений, которые регулируют жизненно важные процессы в клетке. В последние годы отмечается повышенный интерес к липофильным и амфифильным производным порфиринов, способным формировать упорядоченные агрегаты. Это связано с использованием данных порфиринов в исследованиях сверхбыстрых фотопроцессов в супрамолекулярных системах, моделирующих фундаментальные природные процессы, а также созданием новых фотопроводящих органических материалов.

Введение гидрофильных функциональных групп позволяет получать амфифильные порфирины, способные к растворению в воде при различных значениях рН.

+ + I R1 = -OCO(CH2)5 - N II R1 = -OCO(CH2)10 - N Br Br R R Рис. 1.

NH Поэтому, с целью изучения мезоморфных свойств, N N синтезированы катионные водорастворимые HN мезозамещенные тетрафенилпорфина I и II (рис. 1).

Индивидуальность соединений подтверждена данными элементного анализа, тонкослойной хроматографии, ИК- и R1 R электронной спектроскопии.

Исследование мезоморфных свойств методом поляризационной микроскопии показало, что соединение II обладает термотропным мезоморфизмом, формируя мезофазу при нагревании: Cr 25,7 oC Mes 173 oC 214,7 oC I.

При охлаждении соединение II стеклуется с текстурой мезофазы (рис. 2). Соединения I и II обладают лиотропным мезоморфизмом, формируя мезофазу в Н2О, ДМФА.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 07-03-00427) и Минобразования и науки РФ (грант РНП.2.2.1.1.7280).

Рис. 2.

Секция 5. Стендовые доклады ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ Гамидов Э.М., Магеррамов А.M., Нуриев М.А., Оруджова С.А.

Институт радиационных проблем НАН Азербайджана, AZ 1143, Ф. Агаев 9, Баку, Азербайджан, e.hamidov@yahoo.com Тонкие полимерные пленки толщиной h10 мкм получались путем термического испарения растворов полистирола (ПС) в о- ксилоле и сополимера винилденфторида с тетрафторэтиленом (Ф2МЭ) в диметилформамиде при температуре 373 К на Al подложке. Керамические частицы из семейства ЦТС размером d 1 мкм выделялись из керамического порошка в среде соответствующего растворителя (о ксилол и ДМФ) седиментационным способом. Для получения композитных пленок (ПС/ЦТС и Ф2МЭ/ЦТС) известный объем керамической суспензии (с известной концентрацией) добавлялся к известному объему соответствующего полимерного раствора, а затем смешанный раствор термически испарялся на подложке. Образцы с объемными содержаниями наполнителя от 0 % до 50 % подвергались термической обработке при температуре 393 К в течение 1 часа. Микрофотографии снимались на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JEOL JSM-840 и атомно-силовом микроскопе (Nanoscope IIIa, Multimode SPM). Содержание кристалической -фазы пленок Ф2МЭ определялось отношением полос D840/D880 (D840 – конформационно чувствительная полоса, D880 - конформационно нечувствительная полоса Рассмотрены диэлектрические, ИК, РТЛ и микроскопические свойства таких композитов.

По зависимостям диэлектрической проницаемости от температуры показано что агрегация введенных в полимер частиц приводит к появлению низкотемературного пика, относительно малой амплитуды. Установлено, что существование сегнетоэлектрической фазы в пленках Ф2МЭ увеличивает несовершенство поверхности в тех образцах, где имеется агрегация частиц.

Получено, что для всех образцов в области температуры стеклования tg проходит через максимум, указывающий на релаксационный процесс. Этот релаксационный процесс следует связывать с подвижностью на определенных структурных дефектах. Низкотемпературный пик связан релаксацией несовершенной кристаллической структуры на поверхности, а высокотемпературный является результатом релаксации структуры в межфазной границе сегнеточастица-полимер.

Установлено, что получение уплотненной структуры или увеличение степени кристалличности существенно зависит от поверхностных энергетических свойств введенной в полимер сегнеточастицы, а диэлектрические свойства таких моноразмерно наполненных полимерных композитов определяется особенностями процесса кристаллизации полимера на приповерхностной области керамических частиц и поверхностными дефектами.

Показано, что в межфазной области полимера и частицы образуется область состоящей из докристаллизованных слоев полимера. При этом изменяется или кристалличность полимера (Ф2МЭ) или плотность упаковки (ПС) из-за дополнительной кристаллизации на поверхностях частиц и это изменение отражаются на диэлектрических свойствах.

Секция 5. Стендовые доклады ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕТРАФЕНИЛПОРФИРИНА И ЕГО МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ НАНОСИСТЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Горнухина О.В.1, Вершинина И.А.2, Голубчиков О.А. ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет», Россия, Иваново, пр. Фр. Энгельса, 7, E-mail: gornoukhina@isuct.ru Институт химии растворов РАН, Россия, Иваново, ул. Академическая, 1.

Тетрафенилпорфирин и его металлокомплексы являются весьма перспективными объектами для создания самоорганизующихся наносистем на поверхности полимерных материалов, которые способны проявлять фотофизические свойства и представляют интерес для создания новых материалов для нелинейной оптики, катализа, сенсорных систем, медицины и др.

Цель работы заключалась в создании самоорганизующихся наносисетм на поверхности волокнистых полипропиленовых материалов модифицированных химическими методами. В работе были использованы: тетрафенилпорфирин и его Co, Ni, Cu, Zn, Fe, Mn комплексы.

Изменения, происходящие на поверхности пленки полипропилена в результате модифицирования, исследовали различными методами, такими как: метод ИК МНПВО, UV-VIS спектроскопия.

Предварительная поверхностная активация полипропилена проводилась методом бромирования с последующим гидроксилированием или аминированием. ИК спектры показали, что такая активация приводит к появлению на модифицируемой поверхности активных кислородсодержащих функциональных групп различного состава (-ОН, -СОН, -СООН) или аминогрупп, которые можно использовать для иммобилизации порфириновых макромолекул. Исследования проводились на ИК спектрофотометре «Avatar 360 FT-IR ESP» фирмы «Nicolet».

Закрепление металлопорфиринов на активированной поверхности волокнистого полипропиленового материала происходит за счет координационного связывания.

Результаты иммобилизации контролировали по электронным спектрам поглощения, которые регистрировали с помощью спектрофотометра «Specord M400» с точностью установки длины волны ± 0,1 нм. Спектры снимались в кварцевых кюветах с l=1 см в о ксилоле.

Обсуждаются механизмы иммобилизации тетрафенилпорфирина и его металлокомплексов на химически активированную поверхность волокнистого полипропилена.

Таким образом, предложенный метод создания самоорганизующихся порфириновых наносистем на поверхности волокнистых полипропиленовых материалов может быть рекомендован для создания принципиально новых катализаторов различных окислительно-восстановительных процессов.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 06-03-32537-а и аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.) № 2.1.1.1180.

Секция 5. Стендовые доклады СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩИХ МАГНИТНЫХ КОЛЛОИДНЫХ НАНОСИСТЕМ Диканский Ю. И., Закинян А. Р., Беджанян М. А.

Ставропольский государственный университет, Ставрополь, Россия, 355009, ул. Пушкина 1.

E–mail: dikansky@mail.ru Нанодисперсные коллоидные растворы ферромагнитных веществ (феррожидкости), сочетающие свойства текучести и способности интенсивно взаимодействовать с магнитным полем, при добавлении в них жидких полимерных веществ позволяют получить среду, обладающую рядом интересных структурных, реологических, а также электромагнитных свойств. В настоящей работе исследуются структурные превращения, происходящие в тонком (~ 100 мкм) слое феррожидкости, в которую добавлялись различные жидкие полимеры (каучук, СИЭЛ и др.), подверженном действию внешнего магнитного поля.

При действии магнитного поля, направленного вдоль слоя, содержащего смесь феррожидкости с полимером, наблюдалось вытяжение полимерных включений (размеры включений колебались в интервале 5 – 50 мкм) и их трансформация в длинные тонкие волокна, параллельные полю. При резкой смене ориентации магнитного поля перпендикулярно слою наблюдалась трансформация волокон в извилистые нити полимера, по форме часто напоминающие синусоиды (рис. 1а).

Наблюдения показали, что существенную роль в образовании структуры играют взаимодействия между полимерными включениями, что также проявляется в зависимости наблюдаемой картины от концентрации полимера в среде. Так при достаточно высоком содержании полимера (~ 40 об. %), в магнитном поле, перпендикулярном слою образца, наблюдается образование развитой лабиринтной структуры (рис. 1б). В случае же низких концентраций, когда межчастичными взаимодействиями можно пренебречь, отдельные включения полимера образуют структуры, напоминающие «вязкие пальцы» (рис. 1в). Также при низкой концентрации включений и их сравнительно малом размере (~ 5 мкм) наблюдается формирование гексагональной структуры, в узлах которой располагаются капли полимера.

Формирование наблюдаемых микроструктур должно приводить к особенностям макроскопических свойств таких сред. Действительно, воздействие магнитного поля на такие полимерсодержащие феррожидкости приводит к возникновению анизотропии как их оптических, так и реологических свойств. В частности, как показали проведенные исследования, различие коэффициентов динамической вязкости измеренных при воздействии поля, направленного перпендикулярно и параллельно направлению сдвига может достигать около 60 %.

а б в Рис. 1.

Секция 5. Стендовые доклады ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПОЛИАМИДА- В ПРОЦЕССЕ ТЕРМОВЫТЯГИВАНИЯ НИТЕЙ Захарова И.М., Завадский А.Е.

Ивановский государственный химико-технологический университет Россия, г. Иваново, пр.Ф.Энгельса, volokno@isuct.ru Определяющую роль в формировании надмолекулярной структуры ПА-6 играет процесс термовытягивания нитей. В связи с этим важное значение имеет оценка влияния деформационного и температурного факторов на полиморфный состав, содержание аморфной фазы, ориентацию и размеры кристаллитных образований ПКА волокон, определяющих их физико-химические и механические показатели. В связи с этим проведен детальный рентгеноструктурный анализ нитей из ПА-6, обработанных в различных условиях.

В качестве объектов исследования использовали образцы ПКА технической нити: свежесформованной;

термообработанной при 180оС в течение 2 часов;

вытянутой до 408% при 25оС или 180оС.

Исследование исходного материала показало наличие гексагональной мезоморфной -модификации ПА-6. Анализ экваториального и меридионального рассеяния рентгеновских лучей выявил анизотропию исходных нитей, являющуюся следствием фильерной вытяжки. По меридиональному рефлексу 002 установлено, что для исходных ПКА волокон угол разориентации () и продольный размер кристаллитов (L) составляют соответственно 30,0° и 4,2 нм.

Термообработка исходных нитей при 180°С вызывает частичный полиморфный переход, подтверждаемый сохранением исходных дифракционных рефлексов и появлением новых характерных максимумов при 2 = 20,8о и 22,5о. Ориентация кристаллитов полимера при этом не изменяется, но их продольный размер возрастает до 5,1 нм. Расчет показал, что в результате термообработки ПКА нитей относительное содержание аморфной фазы в волокнах снижается в 1,10 раза. По-видимому, образование новой полиморфной модификации в указанных условиях протекает за счет аморфных областей полимера.

Установлено, что вытягивание ПКА нити при 25°С приводит к полиморфному переходу полимера, подтверждаемому появлением дифракционных рефлексов, не характерных для -модификации. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при переходе мезоморфной -модификации поликапроамида к его стабильной -форме важную роль может играть формирование промежуточных структур. Необходимо отметить, что при вытягивании нитей в указанных условиях параметры и L изменяются до 18,8° и 4,6 нм., а содержание аморфной фазы полимера снижается лишь в 1,03 раза.

Как показали результаты эксперимента, вытягивание полиамидной нити при 180оС, превышающей температуру стеклования полимера, приводит к его полному переходу в -модификацию. В результате указанной обработки угол разориентации кристаллитов уменьшается с 30,00 до 18,80, а их продольный размер возрастает с 4,1 нм до 5,1 нм. Необходимо отметить, что уменьшение относительной степени аморфности ПА-6 при термовытягивании составляет 9%.

Проведенный анализ позволил выявить режимы формирования структур ПКА, являющихся предпосылкой получения технических нитей с более высокими физико механическими свойствами.

Секция 5. Стендовые доклады ЗАДАЧА СТЕФАНА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕРМООБРАБОТКИ ТЕЛА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ Зуева Г.А., Кокурина Г.Н., Кулаков С.В.

Ивановский государственный химико-технологический университет, 153000, Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7, galina@isuct.ru В процессе сушки волокна протекают следующие основные физические явления: передача тепла от нагретого воздуха к поверхности высушиваемого материал посредством конвекции;

прогрев волокна;

испарение воды с поверхности волокна;

перемещение влаги из внутренних слоев материала к его поверхности. Задача о термообработке волокна формализована нами как задача о неограниченном цилиндре, т.к. длина волокна, как правило, значительно больше его диаметра.

В данной работе проведено математическое моделирование периода убывающей скорости сушки. Моделирование этого этапа с математической точки зрения является наиболее интересным. Оно сводится к аналитическому решению задачи Стефана с движущейся границей фазового перехода.

Когда содержание влаги в материале достигает критического значения (4-5%), начинается период падающей скорости сушки, основной движущей силой процесса при этом является массопроводность. С этого момента происходит углубление локализованного фронта испарения воды. На поверхность волокна тепло поступает конвективно от потока прогретого воздуха. Граница испарения отступает вглубь цилиндра. Цилиндрический слой просушенного материала прогревается. На движущуюся границу испарения тепло поступает за счет теплопроводности. Вся подведенная теплота идет на испарения влаги с движущей границы раздела фаз.

Внутренний влажный слой материала не прогревается. Кинетика массообмена на границе испарения определяется изменением концентрации паров воды вблизи движущейся границы испарения. Для того чтобы учесть реальный массообмен на границе испарения, необходимо знать зависимость равновесного давления пара от температуры.

Математическая постановка задачи об испарении влаги из волокна сводится к сопряженной задаче теплопроводности с подвижной границей фазового перехода при соответствующих краевых условиях.

Сформулированная задача Стефана решена нами аналитически с использованием метода дифференциальных рядов [1]. Модель позволяет определить поле температур просушенного слоя и закон перемещения границы испарения, т.е.

рассчитать кинетику процесса сушки волокна в период падающей скорости сушки.

Метод позволяет найти решение при любом начальном распределении температур. Для определенности предполагали, что имеет место квадратичное начальное распределение температур в цилиндре.

Ранее данный подход позволил построить математические модели таких процессов как сублимация, обжиг, удаление органического растворителя из основы синтетической кожи [2].

1. Карташов, Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высш. Школа. 2001.

2. Zueva G.A. Blinichev V.N., Padokhin V.A. Mechanical Activation of Heterogeneous Processes // The Third China–Russia –Korea International Symposium on Chemical Engineering and New Materials Science, Korea. 2004. P. 54-58.

Секция 5. Стендовые доклады ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ В ТОНКИХ СЛОЯХ НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ Кондратьев Д.В., Мигранов Н.Г.

Башкирский государственный педагогический университет имени М.Акмуллы, г. Уфа, Россия, 450000, ул. Октябрьской революции, 3А, denisxxx@mail.ru Современные представления о возникновении структур диссипативного и недиссипативного характеров все больше обогащаются за счет не только экспериментальных данных, но и за счет исследования математических моделей.

Хорошо известно, что проблема зарождения кристаллов является комплексной и требует тщательной аргументации, особенно, когда речь идет о возникновении нанокристаллов и появлении структур в полимерных гелях.

В последние годы исследование жидких кристаллов приобретает все большую значимость, поскольку они являются прекрасным материалом для оптоэлектроники, фотоники, для медицинских исследований и т.д.

Нашей задачей является исследование самоорганизующихся наноразмерных областей жидких кристаллов, которые вследствие уменьшения толщины (в приближении к низкоразмерным системам) начинают проявлять определенные эффекты, связанные со структуризацией исходного образца даже в отсутствие внешних постоянных или переменных полей (магнитных, электрических, тепловых, концентрационных, механических и т.д.).

В рассматриваемой работе учитывается влияние толщины образца на появление периодических структур с учетом граничных условий как жесткого, так и слабого сцепления молекул нематика с подложками.

Возможность возникновения спонтанных периодических деформаций в зависимости от угла наклона в нематических жидких кристаллах исследована в общей постановке проблемы устойчивости ориентации директора. Показано, что благодаря присутствию поверхностных членов в выражении для плотности свободной энергии, однородные образцы могут быть дестабилизированы с возникновением периодических деформаций направления директора.

В работе рассматривается плоский образец нематика толщины десятка микрон.

В однородном состоянии предполагается, что директор ориентирован под небольшим rr rr углом к плоскости (e1,e2 ) параллельно плоскости (e1, e3 ) в декартовой системе координат. Учитываются тепловые флуктуации вдоль всех трех осей. И с учетом вышеизложенных предположений выписывается плотность упругой энергии искажений и поверхностная энергия нематика.

В работе приведена система дифференциальных уравнений и граничные условия, описывающие поведение директора в данной постановке задачи. Исследована r r возможность появления периодических деформаций вдоль осей e1 и e2 с волновыми векторами соответственно q1 и q 2.

Как видно из изложенного материала, важной характеристикой указывающей на появление модулированных структур является m4, нулевые значения которого указывают на появление периодических деформаций в распределении директора нематика.

Таким образом, математическая модель, предложенная в данной работе, довольно хорошо характеризует поведение системы при изменении внешнего параметра – толщины образца.

Секция 5. Стендовые доклады ГИБРИДНЫЙ КОМПОЗИТ N-ОКСИДА 4-(4-ДИМЕТИЛАМИНОСТИРИЛ)ПИРИДИНА НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕТАКРИЛАТГУАНИДИНА Кондратьева А.П.1, Малькова Е.А.1, Губарев Ю.А.1, Лебедева Н.Ш.1, Хаширова С.Ю.2, Андреев В.П. Институт химии растворов Российской академии наук, Иваново Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, Нальчик Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск nsl@isc-ras.ru N-Оксид-4-(4-диметиламиностирил)пиридина (4-DPyO), обладающий высокой биологической активностью плохо растворим в водных средах. Поэтому для использования 4-DPyO необходимо наличие транспортного агента, в качестве которого целесообразно использовать полиэлектролиты (водорастворимые полимеры). Важным требованием является равномерное распределение N-оксида по поверхности транспортного агента, т.к. в противном случае локальная концентрация N-оксида может превышать предельно допустимую. В связи с этим, актуальной является задача получения нанокомпозитов N-оксида-4-(4-диметиламиностирил)пиридина, иммобилизированного на поверхности полиметакрилатгуанидина (ПМАГ).

Титрование раствора 4-DPyO в воде ПМАГом судя по данным ЭСП, изобестическое, следовательно, 4-DPyO специфически взаимодействует с ПМАГом.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.