Разработан новый способ получения карбоксилированных полиимидов

Полученные полимеры отличаются высокими механическими и диэлектрическими свойствами, в том числе термической, радиационной и химической стойкостью

Коллектив учёных Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева (РХТУ) и лаборатории высокомолекулярных соединений Института элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) разработал эффективный одностадийный метод синтеза карбоксилированных полиимидов. Такие полимеры отличаются высокими механическими и диэлектрическими свойствами, в том числе термической, радиационной и химической стойкостью. Они применяются в различных областях, включая электронику, аэрокосмическую, энергетическую, нефтегазовую промышленность и медицину. Предложенный метод синтеза значительно ускоряет и упрощает весь производственный цикл, позволяет создавать полимеры с различными заданными характеристиками. Ученые уверяют, что благодаря их разработке российские компании смогут получать отечественное качественное сырье, свойства которого не уступают иностранным аналогам и даже превосходят их. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале Chemical Engineering Journal.

Одним из наиболее изученных и при этом интенсивно развивающимся направлением химии конденсационных полимеров является синтез ароматических карбо- и гетероциклических полимеров, ярким примером которых являются полиимиды. Эти полимеры широко востребованы: они способны выдерживать температуры до 400°C, обладают комплексом технологических и эксплуатационных свойств, в том числе высокими механическими и диэлектрическими свойствами, радиационной и химической стойкостью. Часто полиимиды армируют углеродом или стекловолокном и получают различные композитные материалы.

В Менделеевском университете работа по синтезу полиимидов ведется на кафедре химической технологии пластических масс. Технологией элементоорганических и неорганических полимеров здесь занимаются магистрант РХТУ, инженер-исследователь лаборатории высокомолекулярных соединений ИНЭОС РАН Алексей Фоломин.

«В настоящее время термостойкие полимеры широко используются в различных областях высоких технологий, включая электронику, аэрокосмическую, энергетическую, нефтегазовую промышленность и медицину. В частности, карбоксилсодержащие полиимиды (КПИ) находят все больший научный и практический интерес при создании газоразделительных мембран, термоустойчивых покрытий и т.д.», – поясняет Алексей Фоломин.

По словам Алексея, при всех очевидных преимуществах этот класс соединений достаточно сложен в производстве: для синтеза КПИ традиционно используется двухстадийный метод, который имеет существенные недостатки. На первой стадии необходим предварительный синтез полиамидокислот, которые отличаются нестабильностью. Циклизация аминокислоты в полиимид (имидизация) проходит на второй стадии, которая также имеет недостатки: зачастую проходит не полностью, отличается высокой жесткостью покрытий, невозможна без использования дополнительного состава для улучшения адгезии (аппрета).

Предложенный Алексеем Фоломиным и коллегами способ синтеза органорастворимых КПИ позволяет избежать подобных проблем. Он делает возможным получение таких полимеров в короткие сроки (от 1 до 4 часов) в малотоксичном растворителе без традиционно используемого катализатора, минуя стадии выделения и очистки, что в значительной степени упрощает получение и дальнейшее применение КПИ в различных областях.

«В настоящее время российские компании остро нуждаются в замещении импортного сырья. Полученные КПИ не уступают по свойствам иностранным аналогам, а некоторые их превосходят. В настоящее время мы планируем проведение дополнительных исследований с целью изучения конкретных полимерных матриц, а также дальнейшее коммерческое масштабирование проекта», – подытожил Алексей Фоломин.

Ранее портал POLY&PRO сообщал, что В Ярославском государственном университете им. П.Г. Демидова (ЯрГУ) разработан эффективный метод создания полиимида путем активации химических реакций под действием ультразвука.

Muctr.ru.