ПРОТОКОЛ №01-2013 от 21.02.2013
тема: доклад Темниковой Н.Е.
ПРИСУТСТВОВАЛИ: д.х.н., проф. Чалых А.Е.; д.х.н., д.х.н. Герасимов В.К.; к.ф.-м.н, в.н.с. Алиев А.Д.; к.х.н., с.н.с. Петрова Т.Ф.; к.х.н., с.н.с., доц. Щербина А.А.; к.х.н., с.н.с. Шапагин А.В.; к.х.н., н.с. Степаненко В.Ю.; к.х.н., н.с. Хасбиуллин Р.Р.; к.х.н., н.с. Никулова У.В.; н.с. Матвеев В.В., н.с. Писарев С.А.; н.с. Будылин Н.Ю.; аспирант Вишневский А.С.
СЛУШАЛИ:
Доклад Темниковой Надежды Евгеньевны (кафедра технологии пластических масс ФГБОУ ВПО "КНИТУ") на тему:
"Модификация этиленовых сополимеров кремнийорганическими соединениями и исследование фазовой структуры в системах "этиленовый сополимер - алкоксисилан""
Доклад представляет диссертационную работу на соискание ученой степени кандидата химических наук. Диссертация выполнена в федерально государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") на кафедре технологии пластических масс и в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) в лаборатории структурно-морфологических исследований.
В период подготовки диссертации аспирант Темникова Н.Е. работала в ФГБОУ ВПО "КНИТУ" на кафедре пластических масс в должности техника (06.2010 - 09.2010), программиста (09.2010 - 09.2012), ассистента (09.2012 - по настоящее время).
В 2010 г. окончила государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет (ГОУ ВПО "КГТУ") по специальности "Химическая технология высокомолекулярных соединений".
Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов выдано в 2013 г. в ФГБОУ ВПО "КНИТУ", очной формы аспирантуры.
Научный руководитель - д.т.н., проф. Стоянов Олег Владиславович работает в ФГБОУ ВПО "КНИТУ" в должности декана факультета "Технологии, переработки и сертификации пластмасс и композитов" и заведующего кафедрой технологии пластических масс.
Научный руководитель - д.х.н., проф. Чалых Анатолий Евгеньевич работает в ИФХЭ РАН в должности заведующего лабораторией структурно-морфологических исследований.
Автору были заданы следующие вопросы:
к.ф.-м.н. Алиев А.Д.
1. Вопрос: Сформулируйте научную новизну.
Ответ: Методом реакционного смешения в расплаве осуществлена модификация сополимеров этилена с винилацетатом и сополимеров этилена с винилацетатом и малеиновым ангидридом алкоксисиланами (аминопропилтриэтоксисилан, [3-(2-аминоэтиламин)пропил]триметоксисилан, (3-глицидоксипропил)триметоксисилан). Показано улучшение физико-механических и адгезионных свойств. Впервые для исследованных систем построены фазовые диаграммы, для всех систем определены коэффициенты взаимодиффузии, рассчитаны парные параметры взаимодействия и показатели преломления. Определена фазовая структура модифицированных сополимеров. Установлено, что при высоких концентрациях модификатора привитой силоксан выделяется в отдельную фазу.
к.х.н. Никулова У.В.
1. Вопрос: Гель-фракция составляет 60%. За счет чего она образуется?
Ответ: Гель-фракция наблюдается только при модификации СЭВАМА аминоалкоксисиланами. В СЭВАМА имеются сложноэфирные группы и звенья малеинового ангидрида, поэтому возможна реакция как с алкокси-, так и с аминогруппами модификатора. Поэтому одна молекула аминосилана может вступить в реакцию с двумя молекулами сополимера. Наличие сшивок и приводит к увеличению доли нерастворимой фракции.
к.х.н. Шапагин А.В.
1. Вопрос: За счет чего повышаются физико-механические свойства?
Ответ: Физико-механические свойства повышаются за счет образования привитых структур, физических зацеплений, число которых увеличивается с увеличением числа разветвлений. В случае тройных сополимеров физико-механические свойства повышаются за счет образования сшитых структур.
2. Вопрос: Связано ли увеличение физико-механических свойств с появлением наноразмерных частиц в композиции?
Ответ: Если наночастицы рассматривать как дисперсный наполнитель, то повышение физико-механических свойств можно связать не только с образованием химической сетки или прививки, но и с дисперсным наполнением. Дисперсные частицы образуют пространственно коагуляционную сетку, которая оказывает дополнительное сопротивление деформации.
к.х.н. Хасбиуллин Р.Р.
1. Вопрос: С чем связан выбор объектов исследования?
Ответ: Ранее была исследована модификация двойных и тройных сополимеров этилена этилсиликатом. Однако алкоксисиланы, содержащие в своей структуре амино- и глицидокси- группы применяются для повышения адгезии полиуретановых герметиков, эпоксидных смол к таким подложкам как сталь, стекло, алюминий. Интересным представлялось можно ли подобный эффект получить на сополимерах этилена, если возможно, то за счет чего этот эффект наблюдается.
к.х.н., доц. Щербина А.А.
1. Вопрос: Что именно за фазовые системы? Между чем и чем граница раздела?
Ответ: Фазовые диаграммы представляют собой фазовое равновесие между нашими сополимерами и модификаторами. Бинодоль разделяет двух и однофазную область. Под бинодальной кривой система двухфазная.
2. Вопрос: Происходит ли реакция в этих условиях?
Ответ: В данных условиях проведения диффузионного процесса химическая реакция не зарегистрирована. Скорость реакции выше скорости диффузии в несколько раз, поэтому движение модификатора идет в химически измененную матрицу и никак не отражается на фазовых диаграммах.
к.х.н. Степаненко В.Ю.
1. Вопрос: Какой процент модификатора прививается, а какой поликонденсируется. Как вы это определили?
Ответ: На основании изменения интенсивности полосы 1240см-1 на ИК-спектров было рассчитано, что при модификации СЭВА27 в реакцию силанольной конденсации вступает 19% АГМ-9, в случае СЭВА20 - 67% ГС, СЭВАМА26 – 31% АГМ-9 при введении модификатора в количестве 10% мас.
к.х.н. Петрова Т.Ф.
1. Вопрос: Как ведет себя система в циклических условиях нагрев - охлаждение?
Ответ: При охлаждении происходит фазовый распад, который при нагревании растворяется. Следовательно, продукт, образовавшийся в результате взаимодействия является растворимым.
н.с. Будылин Н.Ю.
1. Вопрос: Ранее на других системах было показано изменения скорости движения изоконцентрационных профилей. Почему это не наблюдается на ваших системах?
Ответ: Скорость реакции выше или равна скорости диффузии, поэтому движение модификатора идет в химически измененную матрицу и никак не отражается на изоконцентрационных профилях.
н.с. Писарев С.А.
1. Вопрос: Практическое значение фазовых диаграмм. Для чего нужны эти данные? Есть ли у них практическая значимость или только научная значимость?
Ответ: Фазовые диаграммы и термодинамические характеристики имеют справочный характер и могут быть использованы при разработке состава композиций на основе данных сополимеров и модификаторов.
2. Вопрос: Где можно применять ваши системы?
Ответ: Можно применять в качестве адгезивов, систему СЭВАМА26-ГС (1,5%) в производстве ламинированных многослойных пленок.
3. Вопрос: Каким методом наносить ваш адгезив?
Ответ: Термопистолетом, либо нанесение готовой адгезионной ленты на поверхность нагретую в случае стали до 200-250ºС
После ответов были заслушаны отзывы о работе.
Петрова Т.Ф.
Работа вызывает симпатию большим объемом экспериментального материала, полученного диссертанткой. Следует также сказать, что полученные данные не вызывают никаких сомнений, поскольку в тех областях, где они пересекаются с опубликованными в отечественной и зарубежной литературе, нет противоречий. Мне остался неясным один момент в работе. Химическая реакция, которую исследовал автор идет с очень большой или с очень малой скоростью? Поскольку зависимость движения изоконцентрационных плоскостей линейна от корня из времени, влияния химической реакции вроде бы нет. Но реакция есть. Этот момент следует более подробно обсудить в диссертации. А как общий вывод, считаю, что работа хорошая и ее вполне можно представлять к защите.
Щербина А.А
Мне в этой работе понравился осмысленный выбор комплекса химических и физико-химических методов исследования, позволивший решить поставленные в исследовании задачи. И выводы, сделанные Темниковой, представляются мне достоверными и обоснованными. Пожалуй, следовало бы уточнить некоторые формулировки в выводах. Но это можно сделать в рабочем порядке. Считаю, что работа по всем параметрам соответствует кандидатской диссертации и ее можно выносить на защиту.
ПОСТАНОВИЛИ:
По результатам рассмотрения диссертации «Модификация этиленовых сополимеров кремнийорганическими соединениями и исследование фазовой структуры в системах «этиленовый сополимер – алкоксисилан» принять следующее заключение:
Необходимость повышения качества полимерных материалов на основе сополимеров этилена обусловлена расширением их использования и постоянно растущим уровнем технических требований. Этиленовые сополимеры широко используются для получения материалов и изделий различного назначения, в том числе защитных покрытий и адгезивов. Расширить область применения промышленно-выпускаемых сополимеров этилена возможно путем их силанольной модификации. Ранее в работах О.В.Стоянова, А.Е.Чалых, Bounor-Legaré V. с сотрудниками была изучена химическая модификация сополимеров этилена с винилацетатом этилсиликатом, исследованы фазовые равновесия, фазовая структура систем «сополимер этилена с винилацетатом – тетраэтоксисилан», оценены свойства модифицированных сополимеров.
Информация об использовании предельных алкоксисиланов, содержащих амино-, эпокси- и глицидоксигруппы, в качестве модификаторов полиолефинов, в литературе практически отсутствует. Также остаются открытыми вопросы о формировании фазовой структуры этих систем. Поэтому исследование модификации этиленовых сополимеров амино- и глицидоксиалкоксисиланами является актуальной научной задачей.
Научная новизна проведенного исследования состоит в том, что впервые осуществена модификация СЭВА и СЭВАМА амино- и глицидоксиалкоксисиланами, построены фазовые диаграммы исследованных систем, определена фазовая струтура модифицированных сополимеров, узучены их свойтсва. Получены материалы обладают повышенными прочностными и адгезионными свойствами.
Практическая значимость также не вызывает сомнений. Фазовые диаграммы и термодинамические характеристики имеют справочный характер и могут быть использованы при разработке состава композиций на основе данных сополимеров и модификаторов. Повышение в результате модификации алкоксисиланами прочностных и адгезионных характеристик СЭВА и СЭВАМА делает их перспективными для использования в качестве адгезивов и материалов для различных экструзионных изделий, в частности, гибких шлангов.
Полученные Темниковой Н.Е. результаты полностью согласуются с экспериментальными данными. Ряд выдвинутых положений подтверждено аспирантом непосредственно экспериментально. Поэтому выводы, научные положения и рекомендации настоящей диссертационной работы являются обоснованными и достоверными.
Диссертант принимал активное участие в постановке и выполнении лабораторных испытаний, обсуждении результатов, а также в подготовке материалов и текстов печатных публикаций. Соавторами на разных этапах выполнения работы были зав. каф. ТПМ, д.т.н., проф. Стоянов О.В., д.х.н. Чалых А.Е., к.х.н. Герасимов В.К., к.т.н. Русанова С.Н.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
1. Модификация сополимеров этилена аминотриалкоксисиланом / С.Н.Русанова, Н.Е.Темникова, Э.Р.Мухамедзянова, О.В.Стоянов// Вестник Казанского технологического университета. – 2010. - №9. - С. 353-355.
2. Водопоглощение модифицированных сополимеров этилена/ Н.Е. Темникова, С.Н.Русанова, О.В.Стоянов// Вестник Казанского технологического университета. – 2011. - №17. - С. 110-112.
3. Исследование модификации сополимеров этилена аминосиланами методом ИК-спектроскопии НПВО/ Н.Е.Темникова, С.Н.Русанова, Ю.С.Тафеева, О.В.Стоянов// Вестник Казанского технологического университета. – 2011. - №19. - С. 112-124.
4. Влияние аминосодержащего модификатора на свойства сополимеров этилена/ Н. Е.Темникова, С. Н. Русанова, Ю. С. Тафеева, С. Ю. Софьина, О. В. Стоянов// Клеи. Герметики. Технологии. – 2012. - №4. - С. 32-48. (The Effect of an Amino-Containing Modifier on Properties of Ethylene Copolymers. N. E.Temnikova, S. N.Rusanova, Yu. S. Tafeeva, S. Yu. Sof’ina, and O. V. Stoyanov. POLYMER SCIENCE SERIES D. - 2012. – Vol.5 - №4. - P. 259-265.).
5. Модификация сополимеров этилена аминотриалкоксисиланом /Н.Е.Темникова, С.Н.Русанова, О.В.Стоянов, О.В.Кораблев// Вестник Казанского технологического университета. – 2012. - №10. - С. 131-136.
6. ИК-спектроскопическое исследование взаимодействия глицидоксисилана и сополимеров этилена / Русанова С.Н., Темникова Н.Е., Стоянов О.В., Герасимов В.К., Чалых А.Е.// Вестник Казанского технологического университета. – 2012. - №22. - С. 95-96.
Диссертация «Модификация этиленовых сополимеров кремнийорганическими соединениями и исследование фазовой структуры в системах «этиленовый сополимер – алкоксисилан» Темниковой Надежды Евгеньевны рекомендуется к защите на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.06 – «Высокомолекулярные соединения» и 02.00.04 – «Физическая химия».
