РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ РЕЧОВИНИ І МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Вихідні речовини і матеріали
Силіцієві пластинки з верхнім шаром SiO2 товщиною 1,7 ± 0,5 нм фірми
Wacker-Chemotronic очищали промивкою в етанолі і ацетоні і обробляли потоком
компресованого СО2.
Високодисперснi порошки діоксиду силіцію Аеросил-200 i Аеросил-90 (Degussa) з
питомою поверхнею відповідно 200 м2/г i 90 м2/г перед використанням прогрівали
при температурі 120єС протягом 24 год.
Метилметакрилат (ММА) від фірми Merck пропускали через колонку, наповнену
порошком Аl2О3, далі тричі заморожували в рідкому азоті під вакуумом і відразу
після очистки використовували для полімеризації.
Монометакрилат поліетиленгліколю, М = 360 г/моль (Aldrich), пропускали через
колонку з Аl2О3.
Функціональні силани 3-амінопропілтриетоксисилан (АПТС),
(2-п-стирилетил)триметоксисилан (СЕМС), (3-метакрилоксипропіл)триметоксисилан
(МПМС), О-(2-Метакрилоксиетил)-N-(3-триетоксисилілпропіл)уретан (МПСУ) від
фірми Gelest (США) використовували без попередньої очистки. Модифікацію
метакрилат-функціональними силанами і їх зберігання здійснювали в атмосфері
аргону.
Дибензоїлпероксид (БПО), 75% (Merck), N,N-диметил-п-толуїдин (Fluka),
малеїновий ангідрид (МА) (Fluka) використовували без попередньої очистки.
Пероксидний макроініціатор – кополімер
2-трет-бутилперокси-2-метил-5-гексен-3-іну і малеїнового ангідриду (ПМІ-1) зі
структурою, зображеною на схемі 3.4. був синтезований і очищений згідно
методики [[cxxvi]]. Характеристики продукту подані в табл.3.2.
Пероксидний макроініціатор ПМІ-2 отримували модифікацією макроініціатора ПМІ-1
2-(N,N-діетиламіно)етанолом (ДЕАЕ). Модифікацію здійснювали шляхом взаємодії
функціональних ангідридних груп поліпероксиду ПМІ-1 з гідроксильними групами
ДЕАЕ (згідно до Схеми 3.4) при молярному співвідношенні фрагментів малеїнового
ангідриду до ДЕАЕ як 1 до 2. Методика синтезу і очистки модифікованого
поліпероксиду ПМІ-2 описана в роботі [[cxxvii]], характеристики його приведені
в табл.3.2.
Кополімер стиролу і малеїнового ангідриду (стиромаль) з молекулярною масою 7000
синтезували і очищали за методикою [50].
Для виготовлення наповнених композитів використовували порошок
полі-метилметакрилату (ПММА) від Aldrich з молекулярною масою Mw = 140 000 і
середнім розміром частинок 60 мм.
Розчинники від Aldrich використовували без попередньої очистки.
2.2. Методики проведення експериментальних досліджень
2.2.1. Адсорбція пероксидних ініціаторів на SiO2
Адсорбцію макроініціатора ПМІ-1 на силіцієві пластинки проводили з розчинів у
толуолі і діоксані. Адсорбцію макроініціатора ПМІ-2 проводили з розчинів у
хлороформі і етанолі. Для вивчення закономірностей адсорбції концентрації обох
ПМІ в різних розчинниках змінювали в інтервалі від 0.01 до 0.1 мг/мл.
2.2.2. Модифікація високодисперсного діоксиду силіцію
Адсорбцію ПМІ-1 на високодисперсний діоксид силіцію проводили з розчину ПМІ-1 в
діоксані (С=0,5%) протягом 2 год при масовому співвідношенні аеросилу і розчину
як 1 до 10. Після адсорбції аеросил центрифугували протягом 10 хв. (9000
об/хв), промивали 10-кратною кількістю розчинника протягом 30 хв., знову
центрифугували, сушили при кімнатній температурі, а потім 16 год. у вакуумі при
кімнатній температурі.
Адсорбцію ПМІ-2 на аеросил проводили з розчину в етанолу (С=0,5%) аналогічно до
попереднього. Кількість адсорбованого ПМІ визначали термогравіметричним
методом.
Для дослідження впливу промотору N,N-диметил-п-толуідину (ДМПТ) на розклад
пероксидних груп ПМІ високодисперсний SiO2, що містив 8,2 % адсорбованого ПМІ-1
в подальшому модифікували у ацетоновому розчині еквівалентної кількості ДМПТ
при кімнатній температурі протягом 30 хв. Потім випаровували ацетон,
модифікований SiO2 додатково сушили у вакуумі і аналізували термогравіметричним
методом.
2.2.3. Функціоналізація поверхні силанами
Модифікацію поверхні силіцієвих пластинок силаном АПТС здійснювали в розчині
силану (С = 0.5 моль/л) в водно-етанольній суміші (1 : 1) при температурі 45єС
протягом 16 год [104].
Модифікацію силанами СЕМС, МПМС і МПСУ здійснювали в ацетоні (С = 0,5 моль/л) в
присутності води (10 мл/л) і при температурі 70 єС [97]. Для запобігання
полімеризації за вінільною групою у розчин додавали гідрохінон (0.01 г/мл).
Промиті ацетоном модифіковані пластинки сушили у струмені азоту, аналізували
методами еліпсометрії і ССМ.
2.2.4. Прищеплення малеїнового ангідриду
Прищеплення малеїнового ангідриду до поверхні пластинок SіО2, модифікованих
АПТС, проводили в розчині у безводному хлороформі (С = 0,1 моль/л) при
температурі 40єС в присутності 0.005 мл триетиламіну (ТЕА) протягом 6 год.
(схема 3.2).
2.2.5. Прищеплення аміностиролу
Прищеплення аміностиролу на пластинки SіО2 здійснювали у дві стадії. Спочатку
на поверхні SіО2 адсорбували стиромаль як якірний кополімер. Адсорбцію
проводили з розчину в ацетоні (С=0,02 мг/мл) при кімнатній температурі протягом
2 год. На другій стадії проводили прищеплення аміностиролу (схема 3.3) в
розчині безводного хлороформу (С=0,2 ммоль/л) в присутності 0,005 мл ТЕА як
каталізатора і 0.01 г гідрохінону при температурі 22єС протягом 6 год.
2.2.6. Прищеплена полімеризація метилметакрилату і монометакрилату
поліетиленгліколю до активованої макроініціаторами поверхні
Прищеплену полімеризацію ММА на силіцієві пластинки з адсорбованим шаром ПМІ
проводили в розчинах толуолу при різних температурах і концентраціях мономеру 2
моль/л. Прищеплену полімеризацію ПЕГМА проводили в розчині толуолу (С = 2
моль/л) при температурі 90 °С.
Пластинки поміщали в розчин мономеру, ре
- Київ+380960830922