В лаборатории большое внимание уделяется синтезу и исследованию различных кремнийсодержащих полимеров. Проведение этих исследований необходимо для выяснения реакционной способности полимеров и изучения процессов, происходящих в системах полимер-силикат-окисел в широком диапазоне температур, а также для создания материалов с заданным комплексом свойств. Полиорганосилоксаны. Изучено поведение полиметилфенилсилоксана (ПМФС) при нагревании в инертной среде.

Данные ИК-спектроскопии показали, что ПМФС после термообработки при 200° имеет сшитую структуру, полученную только за счет реакции конденсации. При этом частично сохраняются гидроксильные группы полимера. Результаты дилатометрических и термомеханических исследований позволяют выделить три температурных интервала в поведении ПМФС до начала его разложения: Деструкция ПМФС происходит ранее теоретически рассчитанного предела его термостойкости в один этап с 4 периодами, каждый из которых характеризуется различными механизмами разложения.

В первых двух периодах уменьшение молекулярного объема полимера за счет выделения летучих продуктов деструкции не может быть скомпенсировано вязким течением. Это приводит к увеличению внутренних напряжений и в конечном итоге к растрескиванию надмолекулярных образований полимера. Таким образом, процессу термодеструкции сопутствует механодеструкция.

Вследствие механодеструкции полимера на поверхности разломов образуются свободные связи, которые интенсифицируют процесс химического разложения. Энергия активации процессов термодеструкции этих периодов составляет 20 ккал./моль.

Наиболее высокая скорость разложения полимера характерна для третьего периода за счет инициирующих процессов (энергия активации 30 ккал./моль). В четвертом периоде происходит гомолитический разрыв основных связей (Si-О и Si-С). Температурные границы отдельных периодов зависят от скорости нагревания.

Например, при скорости нагревания 6 град./мин. I период относится к 290-390°, II период — к 390-440°, III период — к 440-480° и IV период — к 480-800°. Наряду с изучением те{5модеструктивных процессов в полимерах большое внимание уделяется исследованию влияния состава и структуры полиорганосилоксанов на их физические свойства, а также модификации полиорганосилоксанов. Установлено, что максимальное снижение силы сцепления льда с пленками из полрюрганосилоксанов наблюдается при соотношении R/Si в полимере, равном 1.5. При этом соотношение метальных и фенильных радикалов равно 2. Изучено влияние строения полимеров (линейные, линейно-разветвленные) и величины их поверхностного натяжения на криофобные свойства пленок.

Показано, что полимеры линейной структуры, имеющие наименьшую величину поверхностного натяжения (20 эрг/см2), обеспечивают лучшие криофобные свойства. Радиационно-химическим методом осуществлена прививка ряда производных имидов малеиновой кислоты к полиоргано-силоксанам. В результате этого получен новый класс привитых сополимеров – имидополиорганосилоксаны.

Доказано, что прививка протекает но метильной группе полисилоксана: Имидополиорганосилоксаны отличаются от исходных полиорганосилоксанов пониженной растворимостью в органических растворителях и более высокой температурой размягчения. Для них характерны высокая термо — и кислотостойкость. Полимеры с реакционноспособными кремнийсодержащими группами.

Другим направлением исследований кремнийсо-держащих полимеров является синтез и изучение свойств сополимеров различных непредельных кремнийорганических соединений со стиролом и метилметакрилатом. Изучена активность винильных соединений кремния в реакциях радикальной сополимеризации и влияние силильных групп на реакционную способность кратной связи. Выявлены некоторые закономерности образования сополимеров в зависимости от условий реакции, определены константы активности при сополимеризации метилметакриалата и непредельных органосиланов, а также вычислены факторы активности и полярность последних.

Полученные данные свидетельствуют о том, что кремний-олефины обладают повышенной способностью к полимеризации по сравнению с их органическими аналогами. Замена электро-нодонорных метальных радикалов у атома кремния на электро-ноакцепторные заместители (С1) или группы, способные к сопряжению (С6Н5), приводит к некоторому увеличению реакционной способности кратной связи кремнийолефина. Методами ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии, термомеханики, дифференциально-термического анализа изучены структура и структурные превращения сополимеров.

Максимальную температуру стеклования и наиболее высокие величины механических свойств имеют сополимеры, содержащие -3% мол. кремнийорганического компонента. Адгезионная прочность к стеклу у таких сополимеров в 2 раза выше, чем у полистирола и полиметилметакрилата. Наличие в сополимерах кремнийсодержащих функциональных групп позволило создать стеклопластики, которые по своим механическим и электроизоляционным свойствам, водо — и бензостойкости превосходят фенолформальдегидные, кремнийорганические и полиэфирные стеклопластики.

Синтез кремнийсодержащих карбоцепных полимеров осуществлен также путем сополимеризации ненасыщенных кремнийорганических полиэфиров с различными виниловыми мономерами (стиролом, винилтолуолом, винилацетатом, дивинил-бензолом и др.). Ненасыщенные кремнийорганические полиэфиры по скорости сополимеризации, нагревостойкости сополимеров и стойкости последних к действию органических растворителей располагаются в следующий ряд. Компаунды, полученные на основе сополимеров полиэфиров фумаровой и малеиновой кислот со стиролом, выдерживают нагревание при 200°, стойки к действию органических растворителей, имеют высокие механические показатели. Удельная ударная вязкость сополимеров достигает 15 кг-см/см2.