ИСТИНА

Проект направлен на разработку нового универсального подхода для получения гибридных органо-неорганических нанокомпозитов с полимерной матрицей, выступающей (наряду с низкомолекулярными целевыми добавками органического происхождения) в роли органического компонента. С этой целью предполагается использовать явление крейзинга полимеров в жидких средах для создания нанопористой полимерной основы. В дальнейшем указанную нанопористую структуру крейзованного полимера предполагается заполнить неорганическим компонентом или комбинаций органического компонента с неорганическим. Предполагается проведение исследований по влиянию термообработки и растворителей на морфологию полученных гибридных наносистем (их состав, степень дисперсности неорганической нанофазы) и их спектрально-люминесцентные свойства. Указанный подход будет продемонстрирован на примере получения двух видов гибридных полимерных органо-неорганических нанокомпозитов: нанокомпозит, содержащий неорганический компонент (нанофазу TiO2) и нанокомпозит на основе органического компонента (J-агрегаты полиметиновых красителей) и неорганического компонента (например, галогенид серебра). Важно отметить, что оба вводимых в полимерную матрицу компонента (органический и неорганический) будут иметь наноразмеры. Предполагается провести исследование ионной (протонной, в частности) проводимости наносистем с TiO2 с целью получения протонпроводящих мембран, которые могут быть использованы в структуре топливных элементов. Предполагается реализовать ориентацию (текстурирование) вводимых красителей в полимерной матрице и провести комплексное исследование их спектрально - люминесцентных. свойств.

Разработан способ получения (с использованием классического и делокализованного крейзинга полимерных материалов в жидких средах) гибридных пленочных полимерных композиций с аморфной фазой двуокиси титана в широком диапазоне составов. В основе метода – проведение реакции гидролитического разложения и конденсации прекурсора – тетраизопропоксида титана (золь-гель метод) в нанопорах полимерных матриц, сформированных при крейзинге в адсорбционно-активной среде. Получены нанокомпозиции на основе полимеров разной химической природы и надмолекулярной структуры в широком диапазоне составов. Максимальное содержание диоксида титана в композициях на основе ПП и ПЭВП составляет ~50 мас.%. Характер распределения неорганического компонента в полимерной матрице определяется морфологией пористой матрицы и зависит от типа крейзинга. Исследованы структурные особенности и сорбционные свойства гибридных полимерных систем. Морфология композиций представляет собой взаимопроникающую сетку, в которой неорганический компонент (TiO2) образует каркас в объеме наноструктурированной полимерной матрицы. Показано, что полученные полимерные материалы обладают открыто-пористой структурой и проявляют высокую сорбционную активность по отношению к молекулам органических красителей в средах различной полярности. Разработан способ получения полимерных систем (ПП, ПЭВП) с кристаллической фазой диоксида титана путем проведения гидротермальной обработки при 100 град.С композиций с аморфной фазой TiO2. Диоксид титана кристаллизуется в порах полимерных матриц в фотокаталитически активной модификации анатаз (средний размер кристаллитов 4-5 нм). Методом низкотемпературной сорбции азота определены параметры пористой структуры нанокомпозиций на основе ПП и ПЭВП с аморфной и кристаллической фазой диоксида титана. Показано, что гибридные наносистемы, формирующиеся в соответствии с разработанным методом, могут являться основой для получения мезопористого фотоактивного сорбента – кристаллической двуокиси титана (анатаз) путем полного термического разложения органического компонента композиции. На основе ПЭВП, деформированного по механизму делокализованного крейзинга, получены органо-неорганические композиты с кристаллической фазой оксида цинка (от 5 до 50 мас.%). Осаждение кристаллического оксида цинка в пористом ПЭВП с использованием растворов ацетата цинка и щелочи происходит в одну стадию (в среде абсолютированного спирта), а также в два этапа (в водной среде) через промежуточное образование гидроокиси цинка с последующей гидротермальной обработкой композиции при 100 град.С. Средний размер монокристаллических частиц окиси цинка составляет величину от ~10 до 35 нм в зависимости от условий синтеза и содержания ZnO в полимерной матрице. Исследованы морфологические особенности композиций разного состава.