ИСТИНА

Перфторированные полимеры образуют уникальный класс полимерных материалов благодаря сочетанию различных свойств (низкие поверхностная и когезионная энергии, высокая химическая стойкость, пониженная электропроводность, высокий показатель преломления и др.). Небольшое их число может успешно применяться в газоразделении поскольку многие перфторированные полимеры являются частично-кристаллическими и поэтому имеют низкую газопроницаемость. В данной работе рассматривается синтез новых перфторированных сополимеров и определение ряда их физико-химических характеристик, включая транспортные. Сополимеры (copoly-HFP-TFEs) гексафторпропилена (HFP) и тетрафторэтилена (TFE) с характеристической вязкостью [η] = 0.62 and 1.099, соответственно, были синтезированы радикальной полимеризацией HFP и TFE при 280°C и давлении 12 кбар при парциальном соотношении сомономеров 5:3 и 3:1. Однако, составы сомономеров по данным 19F ЯМР значительно отличались от соотношения газов в реакционной смеси и составили 0.92:0.08 и 0.95:0.05. Сополимеры оказались аморфными, растворимыми в обычных перфторированных растворителях (перфтордиметилциклогексан, перфтортолуол, перфторбезол) и имели хорошие плёнкообразующие свойства. Согласно данным ДСК copoly-HFP-TFEs имели температуру стеклования в области 150-160°С. Плотность образцов соответствовала соответственно 2.02 и 2.01 г/см3 . Коэффициенты проницаемости (P) и диффузии (D) He, H2, O2, N2, CO2, CH4 определялись по методу Дейнеса-Баррера на барометрической установке Баротрон в интервале температур 20-50°С. Давление над мембраной варьировалось в интервале 1-3 бар, давление под мембраной не превышало 12 Торр (~16·10-3 бар). Каждая полимерная плёнка готовилась методом полива на целлофановую подложку из 2 вес.% раствора полимера в перфтортолуоле и дальнейшего испарения растворителя. Затем высушенные под вакуумом плёнки подвергались отжигу по следующей схеме (нагрев (5°C/мин) до 110°C, выдерживание в течение 3 ч при этой температуре, 130°C (3 ч), 140°C (1.5 ч), 160°C (1 ч), 170°C (2 ч) и последующего охлаждения до комнатной температуры). Газотранспортные параметры определялись для (свежеотлитой и вакуумированной) и отожжённой плёнок обоих сополимеров. Процедура отжига образцов приводит к их компактизации так, что коэффициенты проницаемости лёгких газов (He, H2) уменьшались незначительно, в то время как коэффициенты проницаемости пенетрантов с большим размером молекул уменьшались в зависимости от газа в 3-10 и более раз. На диаграммах Робсона (зависимостях фактора разделения от проницаемости более проницаемого газа) для пар He/CH4, CO2/CH4, H2/CH4, N2/CH4 данные для copoly-HFP-TFEs близки данным для полигексафторпропилена (PHFP) и Hyflon AD60. Коэффициенты диффузии газов в copoly-HFP-TFEs ниже чем в AF1600 в 1-1.6 раза и сравнимы и больше, чем D газов в Hyflon AD60, PHFP and Cytop. То же самое поведение характерно для коэффициентов растворимости газов, определённых как отношение P/D.