Крайкин В.А. Термические превращения полиариленфталидов и их производных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук: 02.00.06 - Высокомолекулярные соединения. — Институт органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук. — Уфа, 2008. — 33 с.Цель работы. Несмотря на большое количество работ по деструкции фталидсодержащих полигетероариленов, к началу настоящего исследования имелись лишь отрывочные сведения о термических свойствах полиариленфталидов. Практически отсутствовали данные по влиянию структуры на термические превращения полимеров этого класса. В связи с этим целью настоящего исследования являлось:
изучение влияния химического строения основной цепи на термическую, термогидролитическую и термоокислительную стабильность полиариленфталидов и установление общей схемы распада данных полимеров в инертной среде и на воздухе;
исследование влияния условий синтеза, микроструктуры и наличия примесей и побочных структур на деструкцию (со)полиариленфталидов и полиарилен-N-фталимидинов;
разработка новых подходов к исследованию строения, молекулярномассовых и термических свойств линейных, разветвленных и сшитых полиариленфталидов, основанных на спектральных характеристиках сопряженных трифенилметильных катионов, образующихся при ионизации фталидного цикла.
Научная новизна. В данной работе впервые проведено сопоставительное исследование термостойкости широкого круга полиариленфталидов и выявлено влияние химического строения основной цепи на термостойкость и особенности деструкции этих полимеров. Выделены и идентифицированы основные продукты разложения и предложена общая схема термических превращений, протекающих при деструкции полиариленфталидов в инертной среде и на воздухе.
Предложены новые подходы к исследованию процессов деструкции (и синтеза) фталидсодержащих полимеров, основанные на взаимосвязи спектральных характеристик сопряженных трифенилметильных радикалов, образующихся при ионизации фталидного цикла с химическим строением, составом, микроструктурой (со)полиариленфталидов, а также с длиной макро-молекул, топологией полимерных цепей и выходом коксового остатка. В рамках этих подходов разработан ряд методов анализа полиариленфталидов: 1) метод качественного и количественного определения полиариленфталидов; 2) метод прямого определения длины ветвей в разветвленных макромолекулах и полимерных сетках полиариленфталидов; 3) метод определения микроструктуры сополиариленфталидов, а также золь- и гель-фракций, образующихся при синтезе и деструкции фталидсодержащих сополимеров.
Проведена сравнительная оценка различных путей повышения термостабильности полиариленфталидов: а) введением в ароматические ядра основной цепи атомов галоида (CI, Вг); б) модификацией фталидной группировки превращением ее во фталимидиновую группировку (при этом впервые изучена деструкция галоидсодержащих полиариленфталидов и полиариленфталимидинов). Показано, что оба подхода представляют практический интерес для получения более термостабильных, чем полидифениленфталид, полимеров.
Научно-практическая значимость
Полученные в работе результаты позволяют целенаправленно подходить к синтезу и химической модификации новых полиариленфталидов, проводить выбор полимеров для конкретных областей применения, осуществлять их контролируемую термическую модификацию с целью получения сшитых и карбонизованных продуктов с заданными свойствами полимерной сетки и кокса.