Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Перспективными кремнийорганическими мономерами для создания полимерных материалов, сочетающих полезные свойства полиорганосилоксанов и фторорганических полимеров, являются функционализированные карбофторсиланы. В качестве исходных реагентов для синтеза фторсодержащих кремнийорганических полимерных систем реакцией нуклеофильного замещения атома галогена в (хлоралкил)триалкоксисиланах на полифторалкоксильную группу нами получены триалкоксисилил(алкил)производные доступного теломерного полифторированного спирта 2,2,3,3-тетрафторпропан-1-ола H(CF2)2CH2O(CH2)mSi(OAlk)3 (m = 1, 3). Новые кремнийорганические полимеры, содержащие полифторалкоксильную группу в боковых цепях синтезированы в результате золь-гель процесса, включающего реакции гидролиза и конденсации триалкоксисилил(алкил)производных 2,2,3,3-тетрафторпропан-1-ола с водой в условиях основного катализа. Гидролитическая поликонденсация фторсодержащих триалкокси(алкил)силанов в водно-спиртовой щелочной среде (pH 10) проходит в результате параллельных и последовательных реакций гидролиза и конденсации с образованием целевых [(2,2,3,3-тетрафторпропокси)алкил]силсесквиоксанов. Структура и свойства полученных [(2,2,3,3-тетрафторпропокси)алкил]силсесквиоксанов охарактеризованы комплексом современных методов анализа. С использованием методов свободно-радикальной и контролируемой радикальной полимеризации с обратимой передачей цепи по механизму присоединения-фрагментации синтезированы полимеры 1-винилтетразола в широком диапазоне молекулярных масс и узкой полидисперсностью. Мономер получали реакцией перевинилирования тетразола винилацетатом в присутствии ацетата двухвалентной ртути. Изучены состав, структура и основные физико-химические свойства полученных полимеров. Гидролитической поликонденсацией синтезированного триэтокси[3-(2,2,3,3-тетрафторпропокси)пропил]силана в присутствии гибкоцепного поли(1-винил-1,2,4-триазола) допированного фосфорной кислотой H3PO4 были получены полимерные мембраны различного состава, представляющие собой полувзаимопроникающие полимерные сетки. Состав и строение мембран подтверждены методами элементного анализа и ИК спектроскопии. При увеличении температуры от 25 до 150 °C наблюдалось увеличение протонной проводимости композитной мембраны с 5,3×10-4 С/см до 1,2×10-2 С/см.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Гидролитической поликонденсацией синтезированных триэтокси(полифторалкоксипропил)силанов в присутствии поли-1-винил-1,2,4-триазола допированного полигидроксисульфофуллереном С60 или фосфорной кислотой были получены протонпроводящие полимерные мембраны, представляющие собой полувзаимопроникающие полимерные сетки. Неорганический кремниевый каркас обеспечивает стабильную химическую структуру, улучшает механические свойства и окислительную устойчивость. Допированные кислотами азолсодержащие полимеры обеспечивают эффективный транспорт протонов между образованными кислотно-основными парами. Синтезированные мембраны характеризуются высокой протонной проводимостью, термостабильностью, окислительной стабильностью и низким водопоглощением. Были получены и исследованы композитные протонообменные мембраны на основе поли-1-винил-1,2,4-триазола с наночастицами полигидроксисульфатированного фуллерена. Внедрение сульфофуллерена в полимерную матрицу поли-1-винил-1,2,4-триазола обеспечивает формирование нанокомпозитных мембран с протонной проводимостью до 1.67 мСм/см при 80°С. Разработанный подход к формированию нанокомпозитных мембран позволил достичь равномерного распределения углеродных наночастиц размерами до 10 нм. С использованием современных методов анализа подробно изучена структура и природа взаимодействия функциональных групп поли-1-винил-1,2,4-триазола и сульфофуллерена в составе нанокомпозитных мембран. Установлено, что высокая дисперсность и эффективная стабилизация наночастиц обеспечена кислотно-основным взаимодействием сульфофуллерена с гетероциклами полимерной матрицы. Эффективная стабилизация наночастиц функционализированного фуллерена пиридиновым атомом азота поли-1-винил-1,2,4-триазола приводит к их эффективному взаимодействию, формированию развитой сети протонпроводящих каналов и высокой протонной проводимости. Функциональные фторкремнийорганические олигомеры и полимеры представляют значительный научный интерес в связи с уникальным комплексом эксплуатационных характеристик материалов, формируемых на их основе. Такие материалы отличаются повышенной термической стабильностью, низким поверхностным натяжением, выраженной гидрофобностью и высокой износостойкостью. Синтезированные фторсодержащие полисилсесквиоксаны были использованы в качестве модификаторов поверхности субстратов различной химической природы, таких как стекло и бумага. Модификация всеми силсесквиоксанами приводит к образованию гидрофобных поверхностей. Угол смачивания на поверхности, обработанной силсесквиоксаном, имеющим самую длинную фторалкильную цепь, является максимальным и составляет 123° и 141° для стекла и бумаги, соответственно. Таким образом, синтезированные фторсодержащие силсесквиоксановые полимеры продемонстрировали потенциал в качестве эффективных гидрофобизирующих агентов. Полученная гидрофобная бумага обладает перспективами для применения в производстве упаковочных материалов с улучшенными механическими характеристиками, длительным сроком службы и высокой устойчивостью к воздействию жидкостей различной химической природы, что делает ее пригодной для широкого спектра применений.