В представленной работе приведены результаты исследований по выяснению возможности синтеза порошкообразных ароматических полиэфирэфиркетонов и сополиэфирэфиркетонов, сочетающих в себе растворимость в некоторых органических растворителях и кристалличность. Показано, что при определенных интервалах содержания мономеров можно получить сополиэфирэфиркетоны, обладающие определенными значениями кристалличности и сохраняющие растворимость в некоторых органических растворителях. Разработана упрощенная методика получения ароматических полиэфиркетонов и сополиариленэфиркетонов, при этом высокие значения теплофизических и механических характеристик дают основание рекомендовать полученные полиэфиэфиркетоны и сополиэфирэфиркетоны для формирования изделий специального назначения методами 3D-технологий.

Не описанные ранее растворимые полинафтилимиды получены взаимодействием 3,3'-диамино-4,4'-дихлорариленов с ароилен-бис(нафталевыми ангидридами), содержащими дихлорэтиленовые, простые эфирные и карбонильные группы. Изучено влияние вводимых в ароматические ядра атомов хлора, дихлорэтиленовых, карбонильных и метиленовых группировок между фенильными ядрами центральных фрагментов макромолекул на растворимость, термические и прочностные свойства синтезированных полимеров.

Осуществлен синтез наночастиц серебра методом термохимического восстановления ионов серебра с использованием в качестве матрицы и стабилизатора 6-О-карбоксиметилхитина. На основе анализа данных УФ-ВИД-спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии удалось подтвердить наличие наночастиц серебра в системе, а также определить их размер и форму. С использованием метода ИК-Фурье-спектроскопии показано, что карбоксильные группы 6-О-карбоксиметилхитина способны взаимодействовать с положительно заряженными кластерами и атомами поверхности частиц, обеспечивая их стабилизацию.

Изучены физико-химические свойства полифениленэфирформальоксимата (ПЭФО) и полифениленэфирарилатоксимата (ПЭАО). Установлено, что синтезированные ПЭФО и ПЭАО устойчивы к воздействию агрессивных сред, являются хорошими электрическими изоляторами, обладают высокой термической стабильностью и хорошими диэлектрическими характеристиками.

Нативный картофельный крахмал был модифицирован путём привитой полимеризации винилацетата в щелочной среде с рН 10 в режиме изменения температуры от 70 до 80°C в течение 4 часов. Инициатором процесса выступил персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈. Глубина превращения винилацетата составила 91,5%. Химическая структура привитого сополимера (Крахмал:Винилацетат) была подтверждена методом ИК-спектроскопии. На основе модифицированного крахмала и триэтилцитрата были получены композиционные материалы с величиной разрывного напряжения 24 МПа. В условиях природной среды материалы претерпевают биологическое разложение на 96% за 28 дней.

С целью увеличения гидрофобности поверхности органо-неорганических сополимеров, содержащих наноструктурированный полититаноксид, была проведена их модификация фторсодержащими мономерами путем введения последних в состав мономерной смеси, с последующим проведением полимеризационно-поликонденсационного синтеза. В качестве фторированных мономеров были использованы 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилакрилат, 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилат, 2,2,3,3-тетрафторпропилметакрилат. Поверхности синтезированных терполимеров исследованы методами рентгенофлуоресцентного анализа и атомно-силовой микроскопии. Установлено влияние природы третьего мономера на содержание атомов титана и фтора в поверхностном слое и в сколах образцов, а также на топографию их поверхности. Различие элементного состава сказывается на исходной гидрофобности поверхности образцов и на их способности к гидрофилизации поверхности при УФ-воздействии. Наибольший угол смачивания - 102° - в отсутствие УФ-воздействия демонстрируют терполимеры со звеньями 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилата. Однако режим переключения «гидрофобность-гидрофильность» наиболее ярко проявляется у терполимеров со звеньями 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилакрилата, когда угол смачивания может обратимо изменяться с 86° до 10°.

Полимолочная кислота (полилактид) является наиболее широко используемым биоразлагаемым полимером. Для устранения её хрупкости и низкой гибкости применяют различные подходы к пластификации, в частности, используют компаундирование с более гибкими полимерами. В работе изучены возможности пластификации полилактида поликапролактоном и полибутилен адипат/терефталатом при смешении полимеров в растворе с последующим формованием плёнок. Изучены теплофизические и механические характеристики полученных пленочных материалов. Обнаружено влияние добавок пластификаторов на фазовую структуру полилактида с уменьшением его кристалличности и совершенства кристаллитов. Таким образом, наблюдался пластифицирующий эффект с аморфизацией полилактида. При этом возрастала гибкость материалов, о чем говорило увеличение относительного удлинения при растяжении плёнок.

В работе представлены результаты исследования влияния температуры и относительной влажности среды на структуру микропористых пленок сополимера P(VDF-TrFE), полученного фазоинверсионным методом. Показано, что с ростом влажности размеры пор пленки увеличиваются, в то время как рост температуры приводит к их уменьшению. Предложен оптимальный диапазон внешних условий окружающей среды для получения пористых пленок с сотовым рисунком. Показано влияние различных растворителей на пористость пленки и выявлено, что именно низкотемпературные апротонные полярные растворители (например, ацетон), в отличие от высокотемпературных, дают пористость пленки в результате более высокой скорости испарения растворителя.

Исследована способность полиамфолитных гидрогелей образовывать полимер-металлические комплексы, структура которых подтверждалась методом ИК-спектроскопии. Результаты обработки равновесной сорбции показали, что ионы Cu²⁺ и Ni²⁺ присоединяются к одному активному центру, образуя при этом координационные комплексы с ионами Cu(II) и Ni(II). Установлено, что сорбция протекает по механизму ионного обмена. Методом термогравиметрии показано, что энергия активации у полимерметаллических комплексов ПДА, БДА с Cu²⁺ и БДА с Ni²⁺ уменьшается по сравнению с исходными полимерами.

Исследованы новые полиуретановые композиции с полиолами на основе пропиленгликоля и глицерина. Определены технологические параметры клеевой композиции: время старта, гелеобразования и время жизни (отлипа) клея. Разработан состав композиции для максимальной эластичности клеевого шва.

В работе определено влияние формы наночастиц наполнителей на оптимальный размер агломератов, при котором достигается максимальный уровень ударной вязкости эпоксинанокомпозитов.

Показано, что морфология эпоксинанокомпозитов и размер агломератов в эпоксидном олигомере, как на нано- (до ~100 нм), так и на микроуровне (до ~390 нм), практически не изменяются в процессе отверждения при переходе связующего из жидкого в твердое состояние (матрица).

Впервые установлено, что оптимальные физико-механические свойства достигаются у нанодисперсий и нанокомпозитов только при формировании в структуре эпоксинанокомпозитов агломератов из наночастиц размером 180–280 нм.

На примере гидроксида магния различных марок, используемых в качестве безгалогенных наполнителей-антипиренов, были впервые рассмотрены закономерности процесса деструкции и дегидратации в зависимости от размера частиц дисперсной фазы – от крупных (45 мкм) до наночастиц (50-100 нм).

Методами ДТА и ТГА установлено влияние размера частиц гидроксида магния на температуру начала разложения, температурный интервал реакции дегидратации, кинетику и объемы выделения воды, тепловые эффекты реакции и формирование коксового остатка при воздействии высоких температур.

 Анализ полученных данных позволяет сделать основной вывод: размер частиц безгалогенных наполнителей-антипиренов оказывает существенное влияние на параметры и кинетику процесса разложения гидроксида магния (минерал брусит) при высоких температурах, что необходимо учитывать при создании дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) и их переработке.

Показано, что с точки зрения процесса разложения и выделения воды наполнителями-антипиренами при высоких температурах наиболее эффективными для получения ДНПКМ являются марки на основе гидроксида магния с диаметром частиц более ~10 мкм.

Исследована возможность получения филамента для 3D печати из пластиковых бутылок на основе полиэтилентерефталата. Предложена предварительная термообработка материала, позволяющая получить порошковый материал с минимальными энергозатратами на диспергирование. Определен температурный режим переработки материала на экстузионной линии на базе одношнекового экструдера с последующим охлаждением расплава перед намоткой на катушки. Сделаны сравнительные прочностные испытания тестовых образцов на основе полученного материала и коммерческого PETG.

Проведена СВЧ обработка эпоксибазальтопластиков при мощности 400 Вт и продолжительности 24 сек. Для разработанных модифицированных композитов проведен анализ их климатической стойкости по ГОСТ 9.708-83 в течение 1, 3, 6, 9, 12 мес. По изменению физико-механических показателей определена стойкость к указанному воздействию. В результате климатического воздействия на СВЧ-модифицированные эпоксибазальтопластики коэффициент сохранения свойств составляет более 90%.