Модифікація полімерних поверхонь з використанням поліпероксидів

Abstract

Дисертація присвячена розробленню теоретичних і практичних основ синтезу реакційноздатних поліпероксидів нового типу та застосуванню їх для модифікації полімерних поверхонь з метою активації та надання їм спеціальних властивостей. Сформульовані та обґрунтовані вимоги до структури гетерофункційних поліпероксидів як модифікаторів полімерних поверхонь. Запропоновано та створено ряд нових пероксидних мономерів та їх кополімерів з вищими естерами метакрилового ряду. Досліджено закономірності синтезу поліпероксидів з регульованою кількістю дитертинних, первинно-третинних та перестерних пероксидних груп. Досліджено закономірності термолізу поліпероксидів в розчинах та в конденсованій фазі. Розвинуті теоретичні основи формування прищепленого поліпероксидного наношару до поліпропіленових поверхонь різної природи, створена математична модель, що дозволяє оцінювати та прогнозувати параметри прищепленого поліпероксидного наношару. Показано, що пероксидні групи прищепленого поліпероксидного шару здатні ініціювати радикальні процеси прищеплення. Розроблені методи надання полімерним поверхням гідрофільних, адгезійних, гемеосумісних та бактерицидних властивостей. Розроблені теоретичні та практичні основи компатибілізації полімерних сумішей з використанням нових поліпероксидів. Запропоновані теоретичні основи конструювання гідрогелів з каркасом, ковалентно закріпленим на полімерній поверхні, та створені методи їх синтезу. Встановлена можливість регулювання фізико-механічних властивостей отриманих гідрогелів. Диссертация посвящена разработке теоретических и практических основ синтеза реакционноспособных полипероксидов нового типа, применения их для модификации полимерных поверхностей с целью активации и придания им специальных свойств. Сформулированы и обоснованы требования к структуре гетерофункциональных полипероксидов, как модификаторов полимерных поверхностей. Предложен и синтезирован ряд новых пероксидных мономеров и сополимеров на их основе с высшими эфирами (мет)акрилового ряда. Исследованы закономерности синтеза полипероксидов с регулированным количеством дитретичных, первично-третичных и перэфирных пероксидных групп. Предложена кинетическая модель сополимеризации, с учетом участия пероксидсодержащего мономера в реакциях обрыва и передачи цепи. Получено модифицированное уравнение зависимости дифференциального состава сополимера, которое разрешает прогнозировать изменение состава сополимера от соотношения концентраций сомономеров. Определены константы сополимеризации для эфиров (мет)акрилового ряда с пероксидными мономерами. Исследованы закономерности термолиза пероксидных груРР в составе сополимеров в растворах и в конденсированной фазе. Развиты теоретические основы формирования привитого полипероксидного нанослоя к полимерным поверхностям различной природы. Методом нольэллипсометрии и атомно-силовой микроскопии установлено изменение характера поверхности на различных этапах формирования привитого полипероксидного нанослоя. Определены основные закономерности формирования полипероксидного нанослоя на полимерной поверхности с высокой степенью ее модификации. Показано, что пероксидные группы привитого полипероксидного слоя способны инициировать радикальные процессы прививки функциональных полимеров как по механизму «полимеризации от» ряда функциональных мономеров, так и по механизму «прививки до» полимерных молекул, в том числе природного происхождения. Создан ряд методов регулирования гидрофильно-гидрофобных и адгезионых свойств полимерных поверхностей, придания полимерным поверхностям гемосовместимых и бактерицидных свойств и формирования полимерных поверхностей стойких к УФ-облучению. Разработаны теоретические и практические основы компатибилизации полимерных смесей с использованием новых полипероксидов. Пероксидные межфазные прекомпатибилизаторы на их основе при реакционном смешивание локализируются на межфазе и осуществляют компатибилизацию полимерных смесей in situ с формированием компатибилизатора для сополимеров которые смешиваются. С использованием нового универсального метода компатибилизации получены полимерные смеси термопласт-термопласт (полиетилен-полипропилен, полистирол-полипропилен т.д.), а также реактопласт-термопласт (ненасыщенная полиэфирная смола-полипропилен). Предложены теоретические основы конструирования гидрогелей с каркасом ковалентно закрепленным на полимерной поверхности, и созданы методы их синтеза. Разработана методика получения пористых гидрогелей с улучшенными физико-механическими свойствами, а также гидрогелей наполненных наночастичками серебра. Показано, что улучшение физико-механические свойств пористых гидрогелей достигается за счет дополнительного структурирования каркасов гидрогелей в области пор.This thesis is devoted to the development of theoretical and practical principles the synthesis of new type reactive polyperoxides and their utilization for polymer surface modification to impart special properties. Requirements to the heterofunctional polyperoxide structure for effective polymer modification has been formulated and substantiated. A set of new peroxide monomers and copolymers with higher methacrylic esters on their basis has been proposed and synthesized. Peculiarities of synthesis of polyperoxides with controlled molar part of ditertiary, primary-tertiary and perester peroxide group have been investigated. Peculiarities of polyperoxide thermal decomposition in solution and bulk phase have been investigated. Theoretical principles of the formation of polyperoxide nanolayer grafted to the polypropylene surfaces as well as the mathematical model that allows to evaluate and predict parameters of grafted nanolayer have been developed. It has been shown that peroxide groups of grafted nanolayer are able to initiate radical process of grafting. Methods to providing polymer surfaces with hydrophilic, adhesive, hemocompatible and antibacterial properties have been developed. Theoretical and practical principles of polymer blends compatibilization using new polyperoxides have been developed. Theoretical principles of design of hydrogels, polymer network of which is covalently fixed on polymer surfaces have been proposed and the methods of their synthesis have been developed. Hydrogels has been established the opportunity of physical-mechanical properties regulation for these.