Введение
1 Аналитический обзор 13
1.1 Современные акриловые влагоабсорбенты и способы их получения 13
1.1.1 Эмульсионная и суспензионная полимеризация 14
1.1.2 Синтез акриловых суперабсорбентов в водной среде 15
1.1.2.1 Влияние рН и ионной силы раствора на кинетику радикальной полимеризации акриловой кислоты 17
1.1.2.2 Влияние температуры на полимеризацию АК 19
1.1.2.3 Влияние концентрации сшивающего агента на кинетические закономерности полимеризации АК 20
1.1.2.4 Влияние концентрации инициатора на процесс синтеза акриловых абсорбентов 21
1.2 Модификация акриловых абсорбентов 26
1.2.1 Сульфопроизводные в качестве сомономеров АК 29
1.2.2 Фосфорсодержащие соединения в качестве модификаторов 28
1.2.3 Гетероциклические модификаторы 29
1.2.3.1 Синтез поливинилтетразолов 31
1.2.3.2 Влияние концентрации производных С-винилтетра-зола на кинетику радикальной полимеризации 32
1.2.3.3 Влияние природы растворителя, ионной силы и рН среды на кинетику радикальной полимеризации ТСМ 37
1.2.3.4 Влияние инициатора на радикальную полимеризацию С-винилтетразолов 39
1.2.4 Сополимеризация С-винилтетразолов 41
1.3 Свойства полиэлектролитных тетразолсодержащих ТТ 49
1.3.1 Равновесная степень набухания 49
1.3.1.1 Набухание в водных растворах кислот и щелочей 52
1.3.1.2 Поведение СВА в водных растворах моно- и поливалентных металлов 54
1.3.2 Физико-механические свойства абсорбентов 59
1.3.3 Влияние температуры на свойства акриловых ГГ 63
1.4 Неорганические модификаторы полимерных материалов 65
1.4.1 Модифицирующие наполнители - стеклосферы 66
1.4.2 Модификаторы — фуллерены 61
1.5 Аспекты практического применения акриловых абсорбентов 70
Цели и задачи исследования 79
2 Объекты и методы исследования 80
2.1 Объекты исследования и исходные вещества 80
2.2 Методика синтеза ТАС и композиций на их основе 85
2.3 Методы исследования полимерных материалов 88
2.3.1 Определение водопоглощения сшитых сополимеров 88
2.3.2 Определение количества золь-фракции в сетчатом сополимере 94
2.3.3 Изучение абсорбционных характеристик ТАС 95
2.3.4 Термические методы исследования водопоглощающих материалов 97
2.3.5 Определение деформационно-прочностных характеристик 100
2.3.6 Исследование поверхности сшитых сополимеров и композиций 101
2.3.7 Изучение состава сополимеров 107
2.3.8 Определение выхода сополимеров и конверсии мономеров 109
2.3.9 Определение физических свойств СВА 109
2.3.10 Методика определения водоудержания земли 110
2.3.11 Исследование влияния внешних факторов на СВА 111
2.3.12 Математическая обработка результатов 112
3 Фосфорсодержащие акриловые абсорбенты 114
3.1 Влияние условий синтеза на кинетические параметры радикальной сополимеризации системы АК - БФК - МБАА 114
3.1.1 Влияние концентрации инициатора и мономеров на 114
3.1.2 Влияние температуры и продолжительности синтеза на выход сополимера 119
3.1.3 Влияние степени нейтрализации мономерной смеси на абсорбционные свойства фосфорсодержащих абсорбентов 122
3.2 Исследование структуры и физико-химических характеристик фосфорсодержащего сополимера 123
3.2.1 Исследование состава ФСП методами спектроскопии 123
3.2.2 Влияние состава мономерной смеси на кинетику набухания абсорбирующих сополимеров 124
3.2.3 Термочувствительность фосфорсодержащего ГТ 127
3.2.4 Взаимодействие фосфорсодержащего гидрогеля с водными растворами электролитов 128
3.2.4.1 Набухание в водном растворе NaCl 128
3.2.4.2 Абсорбционная способность сополимеров растворе соляной кислоты 131
3.2.4.3 Исследование абсорбционных характеристик в водных растворах солей би- и поливалентных металлов 133
3.2.5 Изучение термоокислительной деструкции 136
3.3 Влияние условий сушки на свойства фосфорсодержащего СВА 137
3.4 Влияние внешних факторов на свойства набухших абсорбентов 139
3.4.1 Влияние УФ-облучения на свойства гидрогелей 139
3.4.2 Влияние циклов замораживание - размораживание и набухание — высушивание 140
3.5 Влияние условий хранения на свойства СВА 141
3.6 Нахождение некоторых структурных параметров сетки 144
3.7 Некоторые аспекты применения фосфорсодержащего абсорбента для модификации почв 147
Выводы к главе 156
4 Тетразолсодержащие акриловые сополимеры 158
4.1 Влияние условий синтеза тетразолсодержащего сополимера на кинетические закономерности протекания сополимеризации и его свойства 160
4.1.1 Влияние концентрации инициатора на время гелеобразования и свойства гидрогелей 160
4.1.2 Влияние температуры и продолжительности реакции и природы мономеров на время гелеобразования и свойства ТАС 165
4.1.3 Влияние концентрации сшивающего агента на время начала гелеобразования и абсорбционную способность сополимеров 169
4.1.4 Влияние концентрации и природы мономеров на абсорбционную способность ТАС и время начала гелеобразования 173
4.1.5 Влияние степени нейтрализации мономеров на свойства абсорбентов 179
4.1.6. Влияние условий синтеза на количество золь-фракции ТАС 183
4.2 Изучение физико-химических свойств ТАС 186
4.2.1 Физико-механические характеристики ТАС 186
4.2.2 Абсорбционные характеристики ТАС 190
4.2.2.1 Набухание в водных растворах кислот 190
4.2.2.2 Набухание в водных растворах хлорида натрия 194
4.2.2.3 Набухание в водных растворах солей поливалентных металлов 200
4.2.3 Термочувствительность тетразолсодержащих акриловых гидрогелей 212
4.3 Изучение строения ТАС спектрометрическими методами 216
4.4 Влияние условий хранения на свойства ТАС 229
Выводы к главе 235
5 Наполненные абсорбирующие акриловые системы 238
5.1 Полимерные композиции на основе стеклонаполнителя 238
5.1.1 Синтез акриловых композиционных материалов 238
5.2 Композиционные материалы на основе фуллерена 244
5.3 Композиционные материалы с бинарным наполнением 250
5.3.1 Кинетические закономерности синтеза композитов 250
5.3.2 Влияние условий синтеза на свойства акриловых композитов с бинарным наполнением 255
5.3.2.1 Абсорбционные характеристики композиций 255
5.3.2.2 Деформационно-прочностные характеристики 265
5.3.3 Горение бинарных композиций 270
Выводы к главе 272
Выводы 273
Литература 276
Приложение 318
