Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання
Дослiджено кiнетичнi особливостi синтезу одночасних епоксиакрилатних взаємопроникних полiмерних сiток пiд впливом сонячного випромiнювання. Проведено порiвняльний аналiз ступеня перетворення функцiональних груп для полiмеризацiї в штучних i природних умовах. Виявлено, що при сонячному опромiненнi ко...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87959 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання / Т.Ф. Самойленко, Н.В. Ярова, Г.Я. Менжерес, О.О. Бровко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 7. — С. 122-126. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-87959 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-879592015-11-02T03:01:56Z Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання Самойленко, Т.Ф. Ярова, Н.В. Менжерес, Г.Я. Бровко, О.О. Хімія Дослiджено кiнетичнi особливостi синтезу одночасних епоксиакрилатних взаємопроникних полiмерних сiток пiд впливом сонячного випромiнювання. Проведено порiвняльний аналiз ступеня перетворення функцiональних груп для полiмеризацiї в штучних i природних умовах. Виявлено, що при сонячному опромiненнi конверсiя епоксигруп є вищою, нiж при опромiненнi УФ-лампою, а конверсiя подвiйних зв’язкiв є практично однаковою для обох систем. Исследовано кинетические особенности синтеза одновременных эпоксиакрилатных взаимопроникающих полимерных сеток при воздействии солнечного излучения. Проведен сравнительный анализ степени превращения функциональных групп для полимеризации в искусственных и природных условиях. Обнаружено, что при солнечном облучении конверсия эпоксигрупп выше, чем при облучении УФ-лампой, а конверсия двойных связей является практически одинаковой для обеих систем. Kinetic specificities of the simultaneous epoxy-acrylate interpenetrating polymer networks synthesis under the solar radiation are investigated. The comparative analysis of the degree of functional groups conversion for the polymerization under artificial and natural conditions is made. It is found that the epoxy groups conversion is higher under the solar irradiation than under the irradiation of a UV lamp, and the double bonds conversion is actually the same for both systems. 2014 Article Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання / Т.Ф. Самойленко, Н.В. Ярова, Г.Я. Менжерес, О.О. Бровко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 7. — С. 122-126. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87959 544.526:542.952.6:678.686:678.744.33 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Самойленко, Т.Ф. Ярова, Н.В. Менжерес, Г.Я. Бровко, О.О. Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання Доповіді НАН України |
| description |
Дослiджено кiнетичнi особливостi синтезу одночасних епоксиакрилатних взаємопроникних полiмерних сiток пiд впливом сонячного випромiнювання. Проведено порiвняльний аналiз ступеня перетворення функцiональних груп для полiмеризацiї в штучних i природних умовах. Виявлено, що при сонячному опромiненнi конверсiя епоксигруп є вищою, нiж при опромiненнi УФ-лампою, а конверсiя подвiйних зв’язкiв є практично однаковою для обох систем. |
| format |
Article |
| author |
Самойленко, Т.Ф. Ярова, Н.В. Менжерес, Г.Я. Бровко, О.О. |
| author_facet |
Самойленко, Т.Ф. Ярова, Н.В. Менжерес, Г.Я. Бровко, О.О. |
| author_sort |
Самойленко, Т.Ф. |
| title |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| title_short |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| title_full |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| title_fullStr |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| title_full_unstemmed |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| title_sort |
особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87959 |
| citation_txt |
Особливості формування епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток під впливом сонячного випромінювання / Т.Ф. Самойленко, Н.В. Ярова, Г.Я. Менжерес, О.О. Бровко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 7. — С. 122-126. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT samojlenkotf osoblivostíformuvannâepoksiakrilatnihvzaêmoproniknihpolímernihsítokpídvplivomsonâčnogovipromínûvannâ AT ârovanv osoblivostíformuvannâepoksiakrilatnihvzaêmoproniknihpolímernihsítokpídvplivomsonâčnogovipromínûvannâ AT menžeresgâ osoblivostíformuvannâepoksiakrilatnihvzaêmoproniknihpolímernihsítokpídvplivomsonâčnogovipromínûvannâ AT brovkooo osoblivostíformuvannâepoksiakrilatnihvzaêmoproniknihpolímernihsítokpídvplivomsonâčnogovipromínûvannâ |
| first_indexed |
2025-07-06T15:36:02Z |
| last_indexed |
2025-07-06T15:36:02Z |
| _version_ |
1836912384715784192 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
7 • 2014
ХIМIЯ
УДК 544.526:542.952.6:678.686:678.744.33
Т.Ф. Самойленко, Н. В. Ярова, Г. Я. Менжерес, О. О. Бровко
Особливостi формування епоксиакрилатних
взаємопроникних полiмерних сiток пiд впливом
сонячного випромiнювання
(Представлено членом-кореспондентом НАН України Ю.Ю. Керчею)
Дослiджено кiнетичнi особливостi синтезу одночасних епоксиакрилатних взаємопро-
никних полiмерних сiток пiд впливом сонячного випромiнювання. Проведено порiвняль-
ний аналiз ступеня перетворення функцiональних груп для полiмеризацiї в штучних
i природних умовах. Виявлено, що при сонячному опромiненнi конверсiя епоксигруп є ви-
щою, нiж при опромiненнi УФ-лампою, а конверсiя подвiйних зв’язкiв є практично одна-
ковою для обох систем.
Одним iз найновiших i найбiльш економiчних та екологiчно спрямованих етапiв у розвитку
фотохiмiї високомолекулярних сполук є полiмеризацiя з використанням сонця як джерела
ультрафiолетового випромiнювання. Такий пiдхiд не лише дозволяє iстотно знизити енер-
гетичнi та виробничi витрати, а й забезпечує певнi технологiчнi зручностi для створення
об’єктiв великих розмiрiв у будiвничiй галузi та покриттiв для матерiалiв зовнiшнього ви-
користання [1]. Було здiйснено деякi досить успiшнi спроби проведення полiмеризацiї, пере-
важно вiльнорадикальної, в умовах природного сонячного опромiнення [2], проте практично
недослiдженим залишається таке цiкаве й актуальне завдання, як одночасна полiмериза-
цiя сумiшi мономерiв за рiзними механiзмами, зокрема акрилатiв — за вiльнорадикальним
механiзмом, а епоксидiв — за катiонним з утворенням, як наслiдок, взаємопроникних по-
лiмерних сiток (ВПС), якi поєднують найлiпшi властивостi обох компонентiв. Зважаючи
на це, нами було дослiджено процес формування епоксиакрилатних ВПС пiд дiєю соня-
чного опромiнення, а також порiвняно отриманi результати з результатами полiмеризацiї
в умовах опромiнення лабораторною УФ-лампою.
Для утворення ВПС використовували циклоалiфатичну трифункцiональну епоксидну
смолу УП-650 Т i бiфункцiональний триетиленглiкольдиметакрилат (ТЕГДМ) у масовому
© Т.Ф. Самойленко, Н.В. Ярова, Г.Я. Менжерес, О.О. Бровко, 2014
122 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №7
Рис. 1. IЧ-спектри сумiшi: вихiдної (1 ), затвердлої УФ-лампою (2 ) та затвердлої сонячним випромiнюван-
ням (3 )
спiввiдношеннi 1 : 1, а також трифенiлсульфонiй гексафлуорофосфат (ТСГФФ, 50%-й роз-
чин у пропiленкарбонатi) як фотоiнiцiатор обох видiв полiмеризацiї [3] у кiлькостi 3,0% за
масою. Хiмiчна структура сполук така:
Для фотохiмiчної полiмеризацiї використовували УФ-випромiнювання ртутно-кварцевої
лампи ДРТ-1000 (iнтенсивнiсть випромiнювання на площинi поверхнi зразка при довжинi
хвилi 365 нм — 4,0 мВт/см2) та сонячне випромiнювання (50◦27′00′′ пн.ш. 30◦31′25′′ сх. д.),
середня iнтенсивнiсть якого при безхмарнiй сонячнiй погодi опiвднi в червнi — 2,0 мВт/см2.
Кiнетику фотополiмеризацiї сумiшей дослiджували методом IЧ спектроскопiї. Спектри
зразкiв, опромiнюваних УФ-свiтлом у виглядi тонких плiвок мiж сольовими пластинами
NaCl, знiмали через певнi промiжки часу в частотному дiапазонi вiд 4000 до 600 см−1
(IЧ-спектрофотометр “Tenzor 37”, “Brucker”, Нiмеччина).
Характеристичними смугами в IЧ-спектрах дослiджуваних композицiй, наведених на
рис. 1, є смуги деформацiйних коливань двох типiв епоксидних груп для УП-650 Т (910 см−1
для групи, сполученої з алiфатичною частиною молекули, та 803 см−1 для конденсованої
з циклоалiфатичним фрагментом) та смуга валентних коливань подвiйних зв’язкiв для
ТЕГДМ (1637 см−1) [4, 5].
За зниженням iнтенсивностi цих смуг поглинання була оцiнена кiнетична залежнiсть
ступеня перетворення даних груп (рис. 2).
Отриманi результати вказують на значнi вiдмiнностi в реакцiйнiй здатностi рiзних функ-
цiональних груп. Найвищого ступеня перетворення досягають подвiйнi зв’язки акрилатної
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №7 123
Рис. 2. Кiнетичнi залежностi ступеня перетворення (α) функцiональних груп: I — подвiйних зв’язкiв; II —
циклоалiфатичних епоксидних груп; III — глiцидилових епоксидних груп.
Умовнi позначення: 1 — УФ-лампа; 2 — сонячне випромiнювання
складової, дещо нижчого — циклоалiфатичнi епоксиднi групи, i найменшу активнiсть ви-
являють алiфатичнi епоксигрупи.
При порiвняннi кiнетики твердiння сумiшей за рiзних умов видно, що внаслiдок ви-
щої iнтенсивностi випромiнювання УФ-лампи подвiйнi зв’язки акрилатної компоненти при
сонячному опромiненнi реагують дещо повiльнiше, нiж при штучному, але досягають прак-
тично такого самого ступеня перетворення — 96,1% через 20 хв опромiнення для природ-
них умов порiвняно з 96,6% для лабораторних. Цiкавим є те, що при твердненнi соня-
чним свiтлом ступiнь перетворення обох типiв епоксидних груп є вищим, нiж при тверд-
неннi випромiнюванням УФ-лампи: 94,9 й 30,5% у порiвняннi з 60,3 й 20,4% для циклоалi-
фатичних i глiцидилових епоксигруп вiдповiдно. Зважаючи на високу температуру нав-
колишнього середовища влiтку пiд час проведення кiнетичних дослiджень (t = 40
◦С)
та iнтенсивне прогрiвання зразка сонячними променями, полiпшення процесу катiонної
полiмеризацiї можна пояснити її чутливiстю до теплового ефекту [6]. Ще одна причи-
на активiзацiї розкриття епоксидних груп може бути пов’язана з широтою спектра соня-
чного випромiнювання (рис. 3). Хоча iнтенсивнiсть останнього з довжиною хвилi 365 нм
удвiчi нижча, нiж така для лабораторної лампи, проте сумарна кiлькiсть енергiї, по-
глинутої фотоiнiцiатором пiд сонцем може перевищувати значення енергiї вiд УФ-лам-
пи. Цей факт стає особливо важливим при врахуваннi того, що ефективнiсть поглинан-
ня фотоiнiцiатором ТСГФФ УФ-свiтла в цьому дiапазонi, а отже, i його ефективнiсть
iнiцiювання, є найвищими на довжинi хвилi 300 нм, а максимум випромiнювання лампи
знаходиться на 365 нм [1, 7, 8]. Рис. 3 демонструє спектри випромiнювання УФ-лампи
ДРТ-1000 [7], сонячного свiтла [1] та спектр поглинання ТСГФФ [8], якi показують до-
сить високу ефективнiсть використання сонячної енергiї для фотозбудження цього iнiцiа-
тора.
Таким чином, згiдно з даними проведених дослiджень, показано, що в умовах зовнiшньо-
го природного середовища вперше було сформовано одночаснi ВПС на основi епоксидних
та акрилатних смол. Доведена можливiсть використання сонячного свiтла як альтерна-
тивного джерела УФ-випромiнювання для твердiння даних систем. Також було встанов-
лено, що при замiнi штучного випромiнювання на природне ефективнiсть розкриття по-
124 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №7
Рис. 3. Спектри випромiнювання ДРТ-1000 (1 ), сонячного свiтла (2 ) та поглинання фотоiнiцiатора
ТСГФФ (3 )
двiйних зв’язкiв не змiнюється, а ефективнiсть розкриття епоксидних кiлець навiть зростає
внаслiдок сприятливого температурного впливу i розширення спектра джерела випромi-
нювання.
1. Decker C., Bendaikha T. Interpenetrating polymer networks. II. Sunlight-induced polymerization of multi-
functional acrylates // J. Appl. Polym. Sci. – 1998. – 70. – P. 2269–2282.
2. Lalevéе J., Fouassier J. P. Recent advances in sunlight induced polymerization: role of new photoinitiating
systems based on the silyl radical chemistry // Polym. Chem. – 2011. – 2. – P. 1107.
3. Самойленко Т.Ф., Ярова Н.В., Менжерес Г.Я. та iн. IЧ-спектроскопiчнi дослiдження фотоiнiцi-
йованої полiмеризацiї епоксидної смоли УП-650 Т, триетиленглiкольдиметакрилату i композицiй на
їхнiй основi: Тез. доп. ХIII Укр. конф. з високомолекул. сполук, 7–10 жовт. 2013 p., м. Київ. – Київ:
Iн-т хiмiї високомолекул. сполук НАН України, 2013. – С. 290–292.
4. Менжерес Г.Я., Дядюша А.Г., Ватулев В.Н. и др. Фотохимически инициированная катионная по-
лимеризация эпоксидных смол // Журн. прикл. химии. – 1989. – 10. – С. 2348–2352.
5. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. – Москва: Изд-во иностр. лит., 1963. –
591 с.
6. De Brito M., Allonas X., Croutxe-Barghorna C. et al. Kinetic study of photoinduced quasi-simultaneous
interpenetrating polymer networks // Progr. Organ. Coatings. – 2012. – 73. – P. 186–193.
7. Грищенко В.К., Маслюк А.Ф., Гудзера С.С. Жидкие фотополимеризующиеся композиции. – Киев:
Наук. думка, 1985. – 208 с.
8. Polymer products from Aldrich. Applications: free radical initiators. – 1999. – 19 p.
Надiйшло до редакцiї 18.12.2013Iнститут хiмiї високомолекулярних сполук
НАН України, Київ
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №7 125
Т. Ф. Самойленко, Н.В. Яровая, Г. Я. Менжерес, А.А. Бровко
Особенности формирования эпоксиакрилатных взаимопроникающих
полимерных сеток при воздействии солнечного излучения
Исследовано кинетические особенности синтеза одновременных эпоксиакрилатных взаимо-
проникающих полимерных сеток при воздействии солнечного излучения. Проведен сравни-
тельный анализ степени превращения функциональных групп для полимеризации в искусст-
венных и природных условиях. Обнаружено, что при солнечном облучении конверсия эпо-
ксигрупп выше, чем при облучении УФ-лампой, а конверсия двойных связей является прак-
тически одинаковой для обеих систем.
T.F. Samoilenko, N.V. Iarova, G.Y. Menzheres, O.O. Brovko
Specificities of the formation of epoxy-acrylate interpenetrating
polymer networks under the Sun radiation
Kinetic specificities of the simultaneous epoxy-acrylate interpenetrating polymer networks synthesis
under the solar radiation are investigated. The comparative analysis of the degree of functional
groups conversion for the polymerization under artificial and natural conditions is made. It is found
that the epoxy groups conversion is higher under the solar irradiation than under the irradiation
of a UV lamp, and the double bonds conversion is actually the same for both systems.
126 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №7
|