РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Методики синтезу досліджуваних об'єктів
Об'єктами досліджень були обрані: поліуретанова (ПУ) сітка на основі триізоціанатного аддукту та поліоксипропіленгліколів (ПОПГ) і поліетиленгліколів (ПЕГ) різної молекулярної маси (500, 1000, 2000 для ПОПГ та 4500, 6000 і 10000 для ПЕГ); лінійний полістирол (ПС); лінійний полібутилметакрилат (ПБМА); лінійна поліметакрилова кислота (ПМАК); полі-2-гідроксиетилметакрилат (ПГЕМА); напів-ВПС на основі сітчастих ПУ та лінійних ПС, ПБМА, ПМАК; напів-ВПС на основі гідрофільних сітчастих ПУ та ПГЕМА, а також природних лінійних полімерів: желатини (Ж) і карбоксиметилцелюлози (КМЦ).
2.1.1. Синтез сітчастого поліуретану на основі поліоксипропіленгліколів різної молекулярної маси. Синтез сітчастого ПУ на основі аддукту і поліоксипропіленгліколів різної молекулярної маси (500, 1000 і 2000) здійснювали в дві стадії. На першій стадії проводили реакцію взаємодії ТДІ (суміш ізомерів 2,4- і 2,6- ТДІ в співвідношенні 80/20 мас.%) і ТМП в мольному співвідношенні 3:1 в середовищі бутилацетату (72%-ний розчин) при температурі 55-70°С. В результаті одержували триізоціанатний аддукт (ТІА) наступного складу:
На другій стадії синтезували ПУ-композицію шляхом взаємодії ТІА (2 моль) з ПОПГ з молекулярною масою 500, 1000 та 2000 (3 моль) в присутності 1,4·10-4 моль/л каталізатора (ДБДЛО). Схему реакції одержання сітчастого ПУ можна зобразити наступним чином:
ПОПГ-500, 1000, 2000 і ТМП перед синтезом сушили у вакуумі при 90С та 40С, відповідно. 2,4-/2,6-ТДІ очищали перегонкою у вакуумі, ТМП -перекристалізацією із ацетону.
В круглодонну колбу з механічною мішалкою при температурі 20°С завантажували ПОПГ, триізоціанатний аддукт у вигляді 72%-го розчину в бутилацетаті (БА) і необхідну кількість 1%-го толуольного розчину ДБДЛО. Концентрація каталізатора складала 1,410-4 моль/л. Суміш ретельно перемішували протягом 3-5 хвилин в атмосфері сухого аргону, вакуумували до повного зникнення пухирців при остаточному тиску 0,68-0,95·10-5 Па. Одержану ПУ-композицію заливали в тефлонові форми необхідної конструкції. Тверднення зразків проводили при температурі 20С протягом 24 годин та при температурі 60С протягом 12 годин. Завершення процесу утворення сітчастого ПУ контролювали методом ІЧС до повного перетворення ізоціанатних груп. Отримані ПУ вакуумувалися протягом тижня при 60С для видалення залишків розчинника.
2.1.2. Синтез сітчастого поліуретану на основі триізоціанатного аддукту та поліетиленгліколів різної молекулярної маси. Синтез ПУ на основі ПЕГ різної молекулярної маси 4500, 6000і 10000 та ТІА проводили наступним чином: в круглодонну колбу з механічною мішалкою при температурі 20С завантажували кристалічний ПЕГ. Після повного його розплавлення при 80С додавали триізоціанатний аддукт у вигляді 72%-го розчину в бутилацетаті. Співвідношення функціональних NCO- і ОН-груп складало 1,1/1. Суміш ретельно перемішували протягом 3-5 хвилин в атмосфері сухого аргону, вакуумували до повного зникнення пухирців при остаточному тиску 0,68-0,95·10-5 Па. Одержану ПУ-композицію заливали в гарячі тефлонові форми необхідної конструкції. З метою дослідження впливу температури синтезу на величину Мс було отримано дві серії зразків: в одному випадку тверднення зразків проводили при температурі 80С протягом 56 годин; в іншому - тверднення композиції проводили при 100С протягом 56 годин. Завершення процесу утворення сітчастого ПУ контролювали методом ІЧС до повного перетворення ізоціанатних груп. Попередньо ПЕГ-4500, 6000 і 10000 сушили у вакуумі при 90С. Схематично реакцію отримання ПУ можна зобразити тією ж схемою, наведеною у розділі 2.1.1, де R у складі поліетеру = [-СН2-СН2-О-]n (поліетиленгліколь). Отримані ПУ-сітки відмивали від золь-фракції у дистильованій воді при кімнатній температурі та сушили до постійної маси у вакуумі.
2.1.3. Синтез полістиролу. ПС одержували в процесі радикальної полімеризації стиролу з попередньо розчиненим в ньому ініціатором радикальної полімеризації (АІБН) в запаяних ампулах в атмосфері аргону та між склом з лавсановими обкладками з силіконовою прокладкою при температурі 60С:
Концентрація ініціатора становила 5,0·10-2 моль/л. Стирол попередньо очищували за методикою, описаною в [125]. АІБН очищували перекристалізацією із етанолу.
2.1.4. Синтез полібутилметакрилату. Лінійний ПБМА одержували радикальною полімеризацією, аналогічно як у розділі 2.1.3:
Концентрація ініціатора (АІБН) становила 2,5·10-2 моль/л.
2.1.5. Синтез поліметакрилової кислоти. Лінійну ПМАК одержували радикальною полімеризацією, аналогічно як у розділі 2.1.3:
Концентрація ініціатора (АІБН) становила 7,5·10-2 моль/л.
2.1.6. Синтез послідовних напів-ВПС на основі сітчастих поліуретанів (ПОПГ різної ММ) та полістиролу. Напів-ВПС складу ПУ/ПС отримували послідовним методом формування. На І етапі формували ПУ-сітку на основі ПОПГ з різною ММ олігомерного ланцюга за методикою, описаною в розділі 2.1.1. На ІІ етапі попередньо сформована ПУ-сітка набухала в мономері стиролу з попередньо розчиненим у ньому ініціатором радикальної полімеризації (АІБН) до рівноважного стану. Набухлі плівки продували аргоном і поміщали у форми між скляними пластинами. Подальша полімеризація стиролу всередині набухлої ПУ-сітки проводилася при 60С до практично повного перетворення подвійних зв'язків (контролювали методом ІЧС). Концентрація ініціатора для стиролу була постійною і становила 5,0·10-2 моль/л. Готові зразки напів-ВПС вакуумувалися при кімнатній температурі протягом тижня для видалення непрореагованого мономеру.
2.1.7. Синтез послідовних напів-ВПС на основі сітчастих поліуретанів (ПОПГ різної ММ) та полібутилметакрилату. Напів-ВПС складу ПУ/ПБМА було отримано при послідовному методі синтезу за методикою, описаною в розділі 2.1.7. Концентрація ініціатора для бутилметакрилату була постійною для всіх напів-ВПС і становила 2,5·10-2 моль/л.
2.1.8. Синтез п