Синтезированы сополимеры коллаген–пектин–метилметакрилат в уксуснокислой дисперсии в присутствии аминного комплекса триэтилбора. Установлено, что температура синтеза практически не влияет на состав сополимера, а его морфология претерпевает значительные изменения. Использование аминного комплекса в сочетании с п-хиноном в синтезе сополимеров коллаген–пектин–метилметакрилат позволяет варьировать состав сополимера, молекулярную массу привитого полиметилметакрилата и морфологию в зависимости от строения п-хинона. В присутствии глутарового альдегида сформированы гидрогели на основе синтезированных сополимеров, влагопоглощающие свойства и устойчивость в буферных растворах которых позволяют считать их перспективной основой материалов для регенеративной медицины. С помощью МТТ-теста установлено, что полученные материалы не обладают цитотоксичностью и оказывают стимулирующий эффект на рост клеток дермальных фибробластов человека. Анализ биоцидности показал, что гидрогели коллаген–пектин–метилметакрилат могут быть использованы в качестве грибостойких бактерицидных материалов.

Методом сканирующей электронной микроскопии исследована геометрия и структура половолоконной мембраны, полученной из полисульфона методом сухо-мокрой инверсии фаз. Рассмотрена возможность использования различных аминных отвердителей и бифункционального полиэфирамина в композициях герметизирующих составов. Проведена герметизация полученных половолоконных мембран в модельные мембранные модули эпоксидными герметизирующими составами, которые отличаются отвердителями. По наличию дефектов, возникающих при подаче газов под давлением в месте контакта половолоконная мембрана–эпоксидный состав, оценена практическая применимость этих материалов. Использование полиэфирамина в качестве аминного отвердителя эпоксидных систем не приводит к образованию дефектов в месте контакта половолоконных мембран и эпоксидного состава при подаче давления вплоть до 0.5 атм и позволяет достичь высоких значений селективности по паре газов He/N₂ для получаемых модельных мембранных модулей.

Изучены возможности и преимущества 3D-печати градиентных материалов при создании слоистых композитов на основе АБС-пластика с добавками углеродных волокон (УВ) и наночастиц оксида железа (НЧ). Методом 3D-печати получены образцы с различным наполнением добавок, а также градиентный образец с постепенным изменением состава (содержание добавок, % (масс.)): 30 УВ, 15 УВ, 0, 5 НЧ, 15 НЧ. Определены теплофизические, механические и магнитные свойства образцов, проанализировано влияние на них качественного и количественного состава. На основе 3D-моделирования и предварительного анализа межслойной адгезии показана необходимость наличия промежуточного слоя чистого полимера между слоями с УВ и НЧ. Выбраны параметры 3D-печати и изготовлена деталь градиентного состава, используемая при создании промышленного робота. В целом, показано, что путем спланированного включения различных материалов или добавок в определенные места в композите можно достичь уникальных комбинаций механических, термических и электрических свойств, адаптированных к конкретным применениям.

В работе рассмотрено влияние малослойного графена (МГ) различного состава на прочность, износостойкость и теплопроводность эпоксидной смолы. В качестве прекурсоров при синтезе использованы нитрат аммония и нитрат калия, что позволило варьировать состав МГ. Установлено, что добавление МГ увеличивает прочность на сжатие и износостойкость эпоксидной смолы. По- казано, что повышенное число гетероатомов в структуре МГ практически не влияет на изменение прочности на сжатие. Однако износостойкость эпоксидной смолы увеличивается с ростом содержания гетероатомов в структуре МГ.

Предложен новый двухстадийный способ получения пористой мембраны из полифенилен-сульфида (ПФС), заключающийся в получении пленок из ПФС с наполнителем на первом этапе и удалении наполнителя из пленки на втором этапе. В качестве наполнителя впервые изучены полиариленсульфоны, в частности полисульфон (ПСФ), полиэфирсульфон и полифениленсульфон (ПФСФ). Содержание порообразующей добавки составляло 30 % (масс.). Удаление наполнителя из пленок осуществляли методом термолиза в течение 12 ч в N-метил-2-пирролидоне (НМП) при различных температурах (70, 90 и 202 °С). Экспериментально установлены режимы термолиза, обеспечивающие полную экстракцию ПСФ и ПФСФ из пленки ПФС. Пористая структура полученных мембран из ПФС исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии, жидкостной порометрии и анализа газопроницаемости по индивидуальным газам (He, N₂, CO₂). По- лучены образцы пористых мембран из ПФС со средним размером пор 160 нм, соответствующим микрофильтрационному диапазону.

В работе впервые рассмотрено влияние обработки половолоконных мембран из полифениленсульфона (ПФСФ) и полисульфона (ПСФ) перегретым водяным паром в условиях автоклавирования в течение 270 ч. Исследование направлено на оценку стабильности мембран при многократной паровой стерилизации, что является важным аспектом применения мембран для очистки сред, содержащих, например, патогенные организмы. Установлено, что мембраны на основе ПФСФ характеризуются высокой термо- и гидролитической устойчивостью. Показана возможность многократной стерилизации ПФСФ мембран без потери эксплуатационных характеристик. Полученные данные подтверждают перспективность использования ПФСФ в качестве материала для создания долговечных и надежных половолоконных мембран, применение которых требует проведения частых циклов стерилизации.

Полиэтилентерефталатная (ПЭТ) пленка обладает хорошими диэлектрическими свойствами, но высокой радиационно-наведенной проводимостью. Создание ПЭТ пленки с низкой радиационно-наведенной проводимостью возможно за счет допирования промышленно выпускаемых электроизоляционных пленок малыми молекулами – ловушками электронов. В работе исследован процесс допирования полиэтилентерефталатной конденсаторной пленки марки ПЭТ-КЭ (ГОСТ 24234-80) допантами на основе флуоренона – 2,7-динитрофлуореноном-9 (ДНФ) и 2,5,7-тринитрофлуореноном-9 (ТНФ) – с учетом роли растворителя (на примере этиленгликоля и бензилового спирта), выбран температурный диапазон процесса допирования, который ограничен температурой стеклования допируемого полимера (88 °С для ПЭТ) снизу и температурой кипения растворителя сверху, а также подобраны растворитель и концентрация допирующих растворов. На основе результатов эксперимента в качестве растворителей для допантов выбраны этиленгликоль для ТНФ и бензиловый спирт для ДНФ. В результате проведенной работы установлены критерии выбора растворителя для допирующей системы. Растворитель должен иметь высокую температуру кипения, обеспечивать хорошую растворимость допанта и проявлять низкое сродство к полимерной матрице. 

В работе исследован эффект добавления 1,4-диоксана в формовочные растворы на основе поли(акрилонитрил-со-метилакрилата) (поли(АН-со-МА)) с использованием растворителей – диметилсульфоксида (ДМСО) и N-метилпирролидона (НМП). Показано, что введение мягкого осадителя изменяет реологические свойства растворов: в системе поли(АН-со-МА)/НМП добавление 1,4-диоксана приводит к снижению вязкости, а в поли(АН-со-МА)/ДМСО – к ее повышению. Установлена прямая корреляция между вязкостью раствора и скоростью осаждения полимера при получении мембран методом инверсии фаз. Добавление 1,4-диоксана позволяет целенаправленно регулировать морфологию и фильтрационные свойства мембран, уменьшая средний размер их пор. Причем в случае мембран с НМП уменьшение среднего размера пор проявляется в большей степени, чем в случае мембран с ДМСО (до 11.8 и 19.1 нм соответственно). Показано, что при фильтрации нефти и раствора нефти в толуоле с концентрацией 100 г/л задерживание по асфальтенам обеих мембран составляет > 98 %. Полученные результаты подтверждают перспективность использования 1,4-диоксана при создании мембран с заданными характеристиками для нефтехимической отрасли. 

Исследованы температурные зависимости коэффициентов диффузии, растворимости и проницаемости образцов лестничного полифенилсилсесквиоксана (л-ПФСС) с тремя молекулярными массами: 400, 600 и 1000 кДа. Полученные газотранспортные параметры и температурные коэффициенты образцов л-ПФСС сопоставлены с аналогичными характеристиками других кремнийсодержащих полимеров. Установлено, что по этим свойствам наиболее близким к исследуемому полимеру является не структурно родственный полидиметилсилоксан (ПДМС), а стеклообразный поливинилтриметилсилан (ПВТМС). Значения полученных по температурным зависимостям теплот сорбции для исследуемых образцов ближе к представленным в литературе данным для политриметилсилилпропина (ПТМСП), тогда как значения энергий активации диффузии ближе к таковым для ПДМС и ПВТМС, что может свидетельствовать о наличии в л-ПФСС замкнутых элементов свободного объема, сравнимых по размеру с таковыми для ПТМСП. Тенденция роста коэффициента проницаемости л-ПФСС с температурой показывает преимущественное влияние диффузионной составляющей. Показано отсутствие влияния молекулярной массы л-ПФСС на его газотранспортные свойства в диапазоне 400–1000 кДа. Таким образом, получение асимметричных и композиционных мембран ограничено исключительно механическими свойствами и растворимостью л-ПФСС с различной молекулярной массой. 

Введение гибридных нанокомпозитов на основе частиц графена, поверхность которого модифицирована нанодисперсными частицами SiO₂, позволяет значительно улучшить термостабильноcть силоксановых материалов. Карбонизацией рисовой шелухи по разработанному методу самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получен гибридный нанокомпозит – малослойный графен/SiO₂. Установлено, что введение карбонизированного крахмала и карбонизированной рисовой шелухи в резиновые смеси на основе полидиметилсилоксана приводит к незначительному увеличению скорости процесса вулканизации и продолжительности индукционного периода. Оценены упругопрочностные характеристики изготовленных из экспериментальных смесей образцов резины в рамках физико-механических испытаний до и после теплового старения в течение 72 ч при температуре 250 °С. Полученные результаты подтверждают эффективность использования синтезированных добавок в качестве термостабилизаторов силоксановых резин. 

В работе рассмотрен процесс отверждения бензоксазиновой смолы в присутствии различных катализаторов. Проведено сравнительное исследование их каталитической активности и выбран катализатор, позволяющий наиболее эффективно снизить температуру отверждения бензоксазина. Оценено влияние содержания катализатора на отверждение бензоксазиновой смолы и рассчитаны энергии активации процесса, а также кинетические параметры по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) с помощью программного пакета Thermokinetics3. Показана возможность управления фронтом температуры и конверсии связующего за счет послойного изменения его состава (варьирование содержания катализатора в бензоксазиновой композиции) по толщине изделия, что обеспечивает изменение реакционной способности связующего. На основе полученных данных подобран одноступенчатый режим отверждения бензоксазинового связующего, позволяющий сократить цикл отверждения изделия за счет формования композита в режиме динамического нагрева.

This article introduces an innovative method for quantifying the degree of composition homogeneity in copolymers using mathematical modeling techniques. Applicable to copolymers for which the mechanism of microstructure formation can described in terms of the Markov chains, the method consists in obtaining a set of shares of unit sequences of a given length from a high-resolution NMR spectrum (set A) and then finding, through mathematical modeling of the Markov matrix, transient probabilities in order to build a model of a polymer chain containing such a set of shares of unit sequences (set B) that matches, as close as possible, set A. The dispersion resulting from the comparison of sets A and B is proposed as a quantitative criterion for the degree of composition homogeneity.