АССОЦИАТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИОЛАХ И ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ИОНОМЕРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
3.
Казанский государственный энергетический университет
4.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
5.
КНИТУ
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
04.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИОЛЫ, ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ИОНОМЕРЫ, НАДМОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА, АССОЦИАТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Аннотация (русский):
Полимеры, содержащие от 3 до 15 мас.% ионогенных групп, ковалентно-связанных с полимерным каркасом и свойства которых предопределяются взаимодействиями между ионами относят к обособленному классу полимеров, которые называются иономерами. Благодаря особенностям химического строения и способностью к ассоциированному взаимодействию ионогенных групп такие полимеры могут быть использованы в электрохимических производствах, в производстве топливных элементов и в мембранных технологиях. Для описания микроструктуры иономеров используются прежде всего морфологические модели, такие как формирование мультиплетов с участием ионогенов. В свою очередь мультиплеты, объединяясь в ионные агрегаты образуют кластеры. К перспективным в этом классе полимеров можно отнести полиуретановые иономеры (ПУИ). Включение ионных групп в состав ПУИ может осуществляться путём использования в синтезе полиуретанов полиольных олигомеров и изоцианатсодержащих соединений, содержащих в своей структуре ионогенные группы. В результате у ПУИ возрастают характеристики диспергируемости в полярных растворителях, термической стабильности и механической прочности. Кроме того, присутствие ионных агрегатов и кластеров в структуре иономеров приводит к возникновению таких специфических свойств, как биосовместимость и диффузионные свойства. Базируясь на три(2-гидроксиэтил)амине (ТГЭА), полиэтиленоксиде (ПЭО) и орто-фосфорной кислоте (ОФК) синтезированы фосфорорганические полиолы (ФИП-ПЭО), которые явились основой для получения полиуретанов иономерной природы (ФИП-ПЭО-ПУ). Установлено, что не вся орто-фосфорная кислота реагирует с триэтаноламином. Остаточные молекулы ОФК вступают в ассоциативные взаимодействия с ФИП-ПЭО. Особенности химического строения фосфорорганических разветвленных иономерных полиолов являются причиной сложной надмолекулярной организации синтезируемых с их использованием ФИП-ПЭО-ПУ. Так, прочность ФИП-ПЭО-ПУ зависит от мольного содержания орто-фосфорной кислоты в составе ФИП-ПЭО. Повышение прочности полиуретанов по мере возрастания мольного соотношения [ОФК]:[ТГЭА] при синтезе ФИП-ПЭО до 5 может быть обусловлено особенностями строения структуры ФИП-ПЭО-ПУ, в которой присутствуют ассоциированные молекулы орто-фосфорной кислоты.
Полимеры, содержащие от 3 до 15 мас.% ионогенных групп, ковалентно-связанных с полимерным каркасом и свойства которых предопределяются взаимодействиями между ионами относят к обособленному классу полимеров, которые называются иономерами. Благодаря особенностям химического строения и способностью к ассоциированному взаимодействию ионогенных групп такие полимеры могут быть использованы в электрохимических производствах, в производстве топливных элементов и в мембранных технологиях. Для описания микроструктуры иономеров используются прежде всего морфологические модели, такие как формирование мультиплетов с участием ионогенов. В свою очередь мультиплеты, объединяясь в ионные агрегаты образуют кластеры. К перспективным в этом классе полимеров можно отнести полиуретановые иономеры (ПУИ). Включение ионных групп в состав ПУИ может осуществляться путём использования в синтезе полиуретанов полиольных олигомеров и изоцианатсодержащих соединений, содержащих в своей структуре ионогенные группы. В результате у ПУИ возрастают характеристики диспергируемости в полярных растворителях, термической стабильности и механической прочности. Кроме того, присутствие ионных агрегатов и кластеров в структуре иономеров приводит к возникновению таких специфических свойств, как биосовместимость и диффузионные свойства. Базируясь на три(2-гидроксиэтил)амине (ТГЭА), полиэтиленоксиде (ПЭО) и орто-фосфорной кислоте (ОФК) синтезированы фосфорорганические полиолы (ФИП-ПЭО), которые явились основой для получения полиуретанов иономерной природы (ФИП-ПЭО-ПУ). Установлено, что не вся орто-фосфорная кислота реагирует с триэтаноламином. Остаточные молекулы ОФК вступают в ассоциативные взаимодействия с ФИП-ПЭО. Особенности химического строения фосфорорганических разветвленных иономерных полиолов являются причиной сложной надмолекулярной организации синтезируемых с их использованием ФИП-ПЭО-ПУ. Так, прочность ФИП-ПЭО-ПУ зависит от мольного содержания орто-фосфорной кислоты в составе ФИП-ПЭО. Повышение прочности полиуретанов по мере возрастания мольного соотношения [ОФК]:[ТГЭА] при синтезе ФИП-ПЭО до 5 может быть обусловлено особенностями строения структуры ФИП-ПЭО-ПУ, в которой присутствуют ассоциированные молекулы орто-фосфорной кислоты.
Ключевые слова:
ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИОЛЫ, ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ИОНОМЕРЫ, НАДМОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА, АССОЦИАТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИОЛЫ, ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ИОНОМЕРЫ, НАДМОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА, АССОЦИАТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
