Polymer Science, Series A

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):43-43

43-43

РАСТВОРЫ

Реологические свойства разбавленных растворов полиметакриловой кислоты и полиметакрилата натрия

Vshivkov S., Rusinova E.

Аннотация

Исследована концентрационная зависимость вязкости разбавленных водных растворов полиметакриловой кислоты и полиметакрилата натрия. Определены зависимости размеров макромолекул от концентрации полимера, его молекулярной массы и рН раствора. Показано, что в растворах полиметакриловой кислоты и полиметакрилата натрия в диапазоне концентраций 0–1.5 г/дл существуют изолированные макромолекулярные клубки, размеры которых не меняются с ростом концентрации полимера. Размеры макромолекул полиметакрилата натрия в растворах больше, чем размеры макромолекул полиметакриловой кислоты.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):44-48

44-48

ПОЛИМЕРНЫЕ ВОЛОКНА

МЕЗОПОРИСТЫЕ И НАНОКОМПОЗИЦИОННЫЕ ВОЛОКОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ: ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА

Arzhakova O., Kopnov A., Chaplygin D., Zvonova A., Dolgova A., Bolshakova A., Cherdynceva T.

Аннотация

Предложен эффективный подход к получению пористых и нанокомпозиционных волоконных материалов на основе типичного представителя полиолефинов полипропилена методом структурно-механической модификации полимеров по механизму крейзинга. При деформировании волокон полипропилена в присутствии физически активных жидких сред происходит развитие макроскопической пористости, величина которой достигает 45–50% в зависимости от степени вытяжки и природы физически активной жидкой среды (алифатические спирты и углеводороды). Проведены исследования реализации крейзинга ПП-волокон в непрерывном режиме для обоснования масштабирования процесса в технологическом режиме. Показано, что полученные пористые волокна обладают низкой теплопроводностью, высокими гидроизоляционными свойствами и сорбционными свойствами при сохранении высоких механических характеристик. Полученные пористые волокна могут быть использованы в качестве теплоизоляционных, гидроизоляционных и дышащих волоконных материалов, а также как пористые матрицы-носители для создания новых нанокомпозиционных материалов на их основе. Нанокомпозиционные волокна с введенными антибактериальными добавками (бриллиантовый зеленый, мирамистин) обладают антибактериальным действием в отношении патогенных организмов, что определяет возможность их использования в качестве биомедицинских материалов (текстиль, защитная одежда и маски, перевязочные средства и т.д.).

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):49-64

49-64

Получение аб-полибензимидазольных волокон из растворов в смесевом растворителе на основе диметилсульфоксида

Varfolomeeva L., Golubev Y., Skvortsov I., Vaschenko A., Ponomarev I., Kulichikhin V.

Аннотация

Поли(2,5(6)-бензимидазол – один из наиболее перспективных полимеров в семействе полибензимидазолов, синтезируемый из доступного и недорогого мономера – 3,4-диаминобензойной кислоты. В данном исследовании впервые получены волокна из раствора высокомолекулярного поли(2,5(6)-бензимидазола в новом комплексном растворителе на основе смеси ДМСО + CH₃OH + KOH. Исследован процесс коагуляции растворов поли(2,5(6)-бензимидазола и показано, что для мокрого формования наиболее подходящим с точки зрения морфологии и свойств волокон осадителем является вода. Исследованы термические и механические свойства волокон поли(2,5(6)-бензимидазола. Обнаружено увеличение прочности исходных волокон от 170 до 220 и 330 МПа после термообработки при 400°С на воздухе и 500°С в азоте соответственно.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):65-76

65-76

ПОЛИМЕРНЫЕ МЕМБРАНЫ

Гель-полимерные электролиты на основе полиакрилонитрила, полученного анионной полимеризацией, для литий-полиимидных аккумуляторов

Podvalnaya Y., Baymuratova G., Chernyaev D., Tarasov A., Grishuk A., Tsareva A., Ivanov D., Mumyatov A., Yarmolenko O., Badamshina E.

Аннотация

Разработаны и исследованы новые гель-полимерные электролиты двух типов для аккумуляторов литий–анод/полиимид–катод на основе пленочных и волокнистых мембран, изготовленных методами инверсии фаз и электроформования. В качестве прекурсора для мембран использовали высокомолекулярный линейный полиакрилонитрил, синтезированный анионной полимеризацией в присутствии инициатора 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена. Гель-полимерный электролит первого типа представляет собой пленочную мембрану, пропитанную жидким электролитом (раствор соли лития в смеси 1,3-диоксолан/1,2-диметоксиэтан), второй тип формировали пропитыванием жидким электролитом двуслойной композиции, состоящей из волокнистой мембраны, нанесенной на полипропиленовый сепаратор. Изучены и сопоставлены характеристики трех прототипов литий-полиимидных аккумуляторов, а именно, с гель-полимерным электролитом первого типа, второго типа и с жидким электролитом, введенным в полипропиленовый сепаратор. Методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического циклирования показано, что лучшие данные по обратимости редокс-реакции полиимидного активного катодного материала и стабильности емкости во время заряда–разряда показал прототип аккумулятора с гель-полимерным электролитом второго типа. Сделан вывод о перспективности его использования в качестве электролита в литий-органических аккумуляторах с полиимидным катодом нового поколения.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):77-86

77-86

ТЕОРИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

О применении методов машинного обучения для предсказания точки адсорбционного перехода статических сополимеров

Polotsky A., Ivanova A.

Аннотация

С помощью четырех методов машинного обучения – полиномиальной регрессии четвертого порядка, метода опорных векторов, метода случайного леса и искусственной нейронной сети – построены модели для предсказания точки адсорбционного перехода случайно-периодического сополимера по последовательности мономерных звеньев в его периоде. Точка перехода рассчитана с помощью метода производящих функций, дающего возможность получить обратную температуру перехода для всех возможных последовательностей периода заданной длины. Показано, что все модели, построенные с помощью выбранных методов, хорошо предсказывают обратную температуру адсорбционного перехода, оптимальным выбором является метод полиномиальной регрессии.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):87-95

87-95

Компьютерное моделирование нанокомпозитов на основе полиимида р-одфо, наполненного графеном: структурная симметрия графена и ее влияние на упорядочение цепей вблизи поверхности

Larin S., Falkovich S., Volgin I., Nazarychev V., Dobrovskiy A., Lyulin S.

Аннотация

Ароматические полиимиды относятся к одному из наиболее перспективных классов функциональных полимеров, свойствами которых можно управлять путем добавления наночастиц графена. Структурные свойства композитов на основе полимеров, наполненных графеном, во многом определяются упорядочением цепей полиимидов вблизи поверхности наночастиц и зависят от особенностей межмолекулярного взаимодействия между ними. С этой точки зрения важной особенностью графена является его структурная симметрия, заключающаяся в наличии двух различных направлений (или осей), вдоль которых расположены атомы углерода – “zig-zag” и “armchair”. Непосредственное экспериментальное исследование связи самоорганизации полиимидов с наличием данных осей является крайне сложной задачей. Тем не менее понимание этого эффекта необходимо для поиска методов управления структурой и свойствами полиимидных нанокомпозитов, содержащих графен. В данной работе с применением метода полноатомной молекулярной динамики проведено компьютерное моделирование самоорганизации олигомеров и макромолекул полиимида Р-ОДФО вблизи графена. При рассмотрении самоорганизации олигомеров компьютерное моделирование выполнено для систем, состоящих из одного, двух и трех слоев димеров вблизи поверхности графена. В свою очередь, при рассмотрении самоорганизации макромолекул компьютерное моделирование проведено на микросекундном масштабе времен для трех различных конфигураций исследуемой системы. Показано, что направление упорядочения цепей на масштабе отдельных повторяющихся звеньев как в олигомерных, так и в полимерных системах можно считать скоррелированным с направлением осей, вдоль которых расположены атомы углерода, однако ни одна из них не является предпочтительной.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):96-105

96-105

Теоретическое исследование катализируемой неодимовой системой Циглера–Натта полимеризации 1,3-бутадиена

Masliy A., Akhmetov I., Kuznetsov A., Davletbaeva I.

Аннотация

С использованием современных методов квантовой химии теоретически обоснована высокая цис-стереоспецифичность полимеризации 1,3-бутадиена, катализируемой системой Циглера–Натта на основе неодима. Для моделирования использовался наиболее цис-стереоспецифичный активный центр каталитической системы. На основе анализа полной свободной энергии Гиббса показано, что координация 1,3-бутадиена в транс-форме на 11 кДж/моль выгоднее, чем в цис-форме. Моделирование позволило установить тот факт, что энергия активации присоединения цис-1,3-бутадиена к терминальному π-аллильному активному центру на 10–15 кДж/моль ниже энергии активации присоединения транс-1,3-бутадиена. Это обстоятельство приводит к выводу, что 1,4-цис-стереоспецифичность неодимовой каталитической системы обусловлена не первичной координацией 1,3-бутадиена в его цис-конфигурации, а его более низкой энергией присоединения к активному центру. Проведено также теоретическое обоснование экспериментально установленных фактов влияния концентрации галогена на каталитическую активность неодимовой металлокомплексной системы. С использованием модельных активных центров, различающихся содержанием хлорид-ионов, получены результаты, объясняющие рост цис-стереоспецифичности и активности полимеризационной системы с ростом содержания хлорид-ионов. Установлены причины снижения концентрации активных центров относительно введенного Nd(III) при избытке хлорид-ионов и протекания анти-син-изомеризации как источника образования транс-1,4-структур в цис-1,4-полибутадиене.

Polymer Science, Series A. 2025;67(2):106-124

106-124