Важной тенденцией современного развития химии и технологии полимерных материалов является поиск возможности получения материалов с новыми свойствами на основе заданного сочетания известных полимеров. Одним из наиболее интересных путей в этом направлении является создание блок-сополимеров, макромолекулы которых представляют собой «гибриды» различных по химическому строению или составу блоков. Термодинамическая несовместимость блоков в большинстве случаев приводит к устойчивому микрофазовому расслоению, что в конечном счете позволяет оригинальным образом сочетать свойства разнородных фрагментов макромолекул блок-сополимеров. В зависимости от различия химической природы блоков, их длины, числа и последовательности чередования, а также их способности к кристаллизации можно получать материалы со структурой и свойствами, существенно отличными от свойств исходных компонентов. Здесь заложены огромные потенциальные возможности, практическая реализация которых уже началась. Наиболее показательным является создание термоэластопластов — крупнотоннажных полимерных материалов, при синтезе которых использование принципов блок-сополимеризации позволило соединять в одном материале свойства термопластов и эластомеров.
Большие потенциальные возможности блок-сополимеров обусловили резкое повышение интереса к ним в последние годы. Ежегодно им посвящаются специальные научные конференции и симпозиумы, а периодическая печать приносит обширный поток результатов экспериментальных и теоретических исследований по самым различным их аспектам. Монография американских ученых А. Ношея и Дж. Мак-Грата представляет собой одну из попыток* обобщить сведения о методах получения, структуре и свойствах блок-сополимеров, накопившиеся в результате «информационного взрыва» в этой области. По замыслу авторов основная цель монографии — дать критический анализ возможностей блок-сополимеров как нового класса полимерных материалов.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора перевода ............. •, 5
Предисловие...................... 8
Глава 1. Введение. Структура книги............ ц
Список литературы.................. 13
Часть I. Общие сведения о блок-сополимерах.......... 14
Глава 2. Полимерные гибриды............... 14
2.1. Введение .................... 14
2.2. Механические смеси................ 15
2.2.1. Несовместимые смеси.............. 15
2.2.2. Совместимые смеси........,...... 16
2.2.3. Механически совместимые смеси.......... 17
2.3. Статистические и чередующиеся сополимеры....... 17
2.4. Привитые сополимеры............... 19
2.4.1. Синтез и характеристика химической структуры .... 20
2.4.2. Свойства .................. 23
2.5. Блок-сополимеры ................. 23
2.5.1. Синтез и характеристика химической структуры .... 24
2.5.2. Свойства ............."...... 26
Список литературы .................. 27
Глава 3. Строение блок-сополимеров............ 30
3.1. Синтез ..................... 30
3.2. Свойства .................... 32
Глава 4. Некоторые сведения о блок-сополимерах....... 35
4.1. Синтез
35
4.1.1. Общие соображения............... 35
4.1.2. Полимеризация по механизму «живущих» цепей .... 37
4.1.2.1. Однородные структуры............ 38
4.1.2.2. Структуры с умеренной однородностью...... 40
4.1.2.3. Неоднородные структуры........... 44
4.1.3. Взаимодействие олигомеров с концевыми функциональными группами.................. 45
4.1.4. Образование полимера из олигомеров с концевыми функциональными группами.............. 49
4.2. Анализ структуры................. 52
4.2.1. Блок-сополимер или смесь гомополимеров?...... 55
4.2.2. Блок-сополимер или статистический сополимер? .... 57
4.2.3. Молекулярная структура............. 59
4.2.4. Структура и однородность блоков......... °™'
4.2.5. Надмолекулярная структура ........... "1
4.3. Физические свойства................ 65
4.3.!. Термические свойства.............. 66
4.3.2. Технологичность (способность к переработке)..... 68
4.3.3. Механические свойства............... 69
4.3.4. Оптические свойства.............. 72
4.3.5. Химическая стойкость.............. 72
4.3.6. Проницаемость ................ 73
4.3.7. Эмульгирующее действие блок-сополимеров...... 74
4.4. Применение промышленных блок-сополимеров...... 74
4.4.1. Эластомеры ................. 75
4.4.2. Ударопрочные термопластичные смолы....... 79
4.4.3. Поверхностно-активные вещества (ПАВ)....... 80
4.5. Перспективы ................... 80
4.5.1. Проблемы синтеза............... 80
4.5.2. Проблемы молекулярной структуры......... 81
4.5.3. Улучшение физических свойств........... 82
4.5.4. Расширение областей применения......... . 82
Список литературы.................. 84
Часть П. Критический обзор................ 85
Глава 5. Двухблочные сополимеры строения АВ........ 85
5.1. Сополимеры с полистирольными блоками........ 85
5.1.1. Блок-сополимеры полистирол — полибутадиен..... 85
5.1.1.1. Синтез .................. 85
5.1.1.2. Характеристика молекулярной структуры..... 89
5.1.1.3. Морфология ................ 91
5.1.1.4. Свойства растворов............. 94
5.1.1.5. Механические и термические свойства....... 94
5.1.2. Блок-сополимеры полистирол — полиизопрен..... 96
5.1.2.1. Синтез.........<.......... 96
5.1.2.2. Свойства растворов............. 98
5.1.2.3. Морфология ................ 100
5.1.2.4. Механические свойства ............ ЮЗ
5.1.3. Сополимеры с полистирольными и другими полиалкенил-
ароматическими блоками............. 104
5.2. Сополимеры с полиакриловыми и поливмнилпиридиновыми блоками .................... '06
5.2.1. Сополимеры с полиакриловыми блоками....... Ю6
5.2.U. Синтез .................. 107
5.2.1.2. Свойства растворов ............. '|2
5.2.1.3. Морфология ................ ^{З
5.2.1.4. Механические свойства............ '|4
5.2.2. Сополимеры с поливинилтшридиновыми блоками .... ||5
5.3. Сополимеры с поли-а-олефиновыми блоками....... [|°
5.3.1. Блок-сополимеры полиэтилен—полипропилен..... ||'
5.3.1.1. Синтез .................. 117
5.3.1.2. Характеристика молекулярной структуры блок-сополимеров .................. f^
5.3.1.3. Свойства ................. |*°
5.3.1.4. Дополнительные сведения........... '^
5.3.2. Сополимеры с другими поли-а-олефиновыми блоками . . '35
5.3.2.1. Сополимеры, содержащие линейные и разветвленные поли-а-олефиновые блоки........... '^
5.3.2.2. Сополимеры, содержащие полистирольные и поли-а-ме-тилстирольные
5.3.2.3. Сополимеры, содержащие полидиеновые, политриено-
вые и полиалкиновые блоки........... НО
5.3.2.4. Сополимеры, содержащие блоки полярных мономеров 141 5.'4. Блок-сополимеры с гетероатомами в основной цепи..... 143
5.4.1. Блок-сополимеры полиэфир — полиэфир....... 143
5.4.1.1. Блок-сополимеры полиалкиленоксид — полиалкилсн-оксид................... 145
5.4.1.2. Сополимеры, содержащие полиальдегпдные блоки . . 146
5.4.1.3. Сополимеры, содержащие блоки высших полиалкилен-оксидов.................. '47
5.4.1.4. Сополимеры, содержащие полифениленоксидныс блоки 147
5.4.2. Блок-сополимеры полиэфир — виниловый полимер . . . 148
5.4.2.1. Блок-сополимеры полиалкиленоксид — полистирол . . 148
5.4.2.2. Блок-сополимеры полиальдегид — виниловый полимер 152
5.4.2.3. Дополнительные сведения........... 153
5.4.3. Сополимеры с полилактоновыми блоками....... 154
5.4.3.1. Блок-сополимеры полилактон — полиэфир..... 154
5.4.3.2. Блок-сополимеры полилактон—полиамид..... '55
5.4.3.3. Блок-сополимер полилактон—-виниловый полимер . . 155
5.4.4. Сополимеры с полисульфидными блоками........ 157
5.4.4.1. Блок-сополимеры полиалкнленсульфид— полиалкилен-сульфид -.................. 157
5.4.4.2. Блок-сополимер полиалкиленсульфид — полиалкиленоксид ................... 157
5.4.4.3. Блок-сополимеры полиалкиленсульфид — виниловый полимер .........'......... 158
5.4.5. Сополимеры с полиамидными и полииминными блоками . 158
5.4.5.1. Блок-сополимеры полиамид — полиамид...... '58
5.4.5.2. Блок-сополимеры полиамид — виниловый полимер . . 160
5.4.5.3. Сополимеры с поли-М-ацилалкилениминовыми блоками '162
5.4.6. Сополимеры с полисилоксановыми блоками ..".... 163
5.4.6.1. Блок-сополимеры полисилоксан—полисилоксан . . . 164
5.4.6.2. Блок-сополимеры полисилоксан — виниловый полимер 164
5.4.6.3. Блок-сополимеры полисилоксан — полиэфир .... '69 Список литературы.................. 169
Глава 6. Трехблочные сополимеры строения ABA.....•. . 1^8
6.1. Углеводородные блок-сополимеры........... 188
6.1.1. Сополимеры с полистирольными и полидиеновыми блоками ......... . . 188
6.1.1.1. Синтез .................. 189
6.1.1.2. Исследование молекулярновесовых характеристик блок-сополимеров и свойств растворов ......... 197
6.1.1.3. Морфология .............. 201
6.1.1.4. Реология ................. 212
6.1.1.5. Вязкоупругие свойства............ 217
6.1.1.6. Деформационно-прочностные свойства...... 221
6.1Л .7. Применение блок-сополимеров и смесей на их основе 231
6.1.2. Звездообразные сополимеры с полистирольными и поли-диеиовыми блоками............... 233
6.1.3. Химически модифицированные стирол-диен-стирольные блок-сополимеры ................ 236
6.1.4. Сополимеры с полиалкенилароматическими и полидиеновыми блоками.................. 237
6.1.5. Блок-сополимеры полидиен — полидиен....... 239
6.1.6. Сополимеры с полистирольными и другими полиалкенилароматическими блоками............. 24U
6.2. Сополимеры с полиакриловыми и поливинилпиридиновыми блоками .................... 241
6.2.1. Сополимеры с полиакриловыми блоками....... 241
6.2.2. Сополимеры с поливипилпириднновыми блоками .... 243
6.3, Блок-сополкмеры с гетероатомами в основной цепи .... 245 6.3.1. Блок-сополимеры полиэфир — полиэфир...... . 245
6.3.1.1. Блок-сополимеры полиалкилепоксид — полиадкилен-
246
оксид ...............
6.3.1,2. Сополимеры, содержащие другие полиэфирные блоки 249
6.3,2. Сополимеры с полиэфирными и поливиниловыми блоками 250
6.3.2.1. Сополимеры, содержащие полиалкиленоксидные блоки 250
6.3.2.2. Сополимеры, содержащие поли альдегидные блоки . . 260
6.3.2.3. Сополимеры, содержащие политетраметилсноксидные блоки .................. 261
6.3.2.4. Сополимеры, содержащие блоки перфорированных полиэфиров ................. 263
6.3.3. Сополимеры с блоками сложных полиэфиров..... 264
6.3.4. Сополимеры с полисульфидными блоками....... 266
6.3.4.1. Блок-сополимеры полиалкиленсульфид— полиалкиленсульфид ................. 268
6.3.4.2. Блок-сополимеры полиалкиленсульфид — полистирол . 269
6.3.4.3. Блок-сополимеры полиалкиленсульфид— виниловый полимер .................. 272
6.3.4.4. Сополимеры, содержащие блоки перфторированных полисульфидов ................ 273
6.3.5. Сополимеры с полиамидными блоками........ 273
6.3.6. Сополимеры с полисилоксановыми блоками...... 279
6.3.6.1. Блок-сополимеры полисилоксан — полисилоксан . . . 281
6.3.6.2. Блок-сополимеры полисилоксан — виниловый полимер . 283
6.3.6.3. Блок-сополимеры полисилоксан — полиамид .... 289 Список литературы .................. 289
Глава 7. Полиблочные сополимеры строения {АВ)« ....... 307
7.1. Блок-сополимеры полиэфир — полиэфир........ 307
7.2. Блок-сополимеры полиэфир ~ виниловый полимер..... 310
7.3. Блок-сополимеры простой полиэфир — сложный полиэфир . . 316
7.3.1. Сополимеры с полиалкплентерефталатными блоками . . 316
7.3.2. Сополимеры с полиарилснтерефталатпыми блоками . . . 324
7.3.3. Сополимеры, содержащие блоки других сложных полиэфиров .................... 325
7.4. Блок-сополимеры сложный полиэфир — сложный полиэфир . 326
7.5. Блок-сополимеры сложный полиэфир — виниловый полимер . 332
7.6. Сополимеры с поликарбопатными блоками........ 333
7.6.1. Блок-сополимеры поликарбонат — поликарбонат .... 333
7.6.2. Блок-сополимеры поликарбонат — полиэфир..... 339
7.6.3. Блок-сополимеры поликарбонат — полистирол..... 342
7.6.4. Блок-сополимеры поликарбонат — сложный полиэфир . . 343
7.6.5. Блок-сополимеры поликарбонат — полиуретан..... 348
7.6.6. Блок-сополимеры поликарбонат — полисульфон .... 349
7.7. Сополимеры с полиамидными блоками......... 351
7.7.1. Блок-сополимеры полиамид — полиамид ....... 351
7.7.2. Блок-сополимеры полиамид — простой полиэфир .... 356
7.7.3. Блок-сополимеры полиамид—'сложный полиэфир . . . 357
7.7.4. Блок-сополимеры полиамид — виниловый полимер . . . 359
7.7.5. Другие сополимеры с полиамидными или полиимидными блоками ................... 359
7.8. Полиуретаны .................. 361
7.8.1. Типы полиуретанов............... 363
7.8.1.1. Карбаматы (системы на основе диолов)...... 363
7.8.1.2. Мочевины (системы на основе диаминов)..... 364
7.8.2. Синтез полиуретанов.............. 365
7.8.3. Исследование молекулярных свойств........ 367
7.8.4. Морфология ................. 368
7.8.4.1. Термический и рснтгеноструктурный анализ .... 369
7.8.4.2. Инфракрасная спектроскопия.......... 373
7.8.4.3. Электронная микроскопия и светорассеяние . . . < 374
7.8.5. Механические свойства .'............ 374
7.8.5.1. Динамические механические свойства . ....... 374
7.8.5.2. Влияние структуры блок-сополимера на его свойства . 377
7.8.6. Полиуретановые волокна............. 384
7.9. Сополимеры с полисилоксановыми блоками....... 387
7.9.1. Блок-сополимеры полисилоксан — полисилоксан .... 390
7.9.2. Блок-сополимеры полисилоксан — пол'исиларилснсилоксан 393
7.9.3. Блок-сополимеры полисилоксан — алифатический полиэфир 396
7.9.4. Блок-сополимеры полисилоксан — ароматический полиэфир 398
7.9.4.1. Сополимеры, содержащие полисульфоновые блоки . . 398
7.9.4.2. Сополимеры, содержащие полифениленоксидные блоки 404
7.9.5. Блок-сополимеры полисилоксан — виниловый полимер . . 404
7.9.5.1. Сополимеры, содержащие полиизопреновые блоки . . 405
7.9.5.2. Сополимеры, содержащие полистирольные блоки . . 405
7.9.5.3. Сополимеры, содержащие поли-а-метплстирольныс блоки.................. 408
7.9.6. Блок-сополимеры полисилоксан — сложный полиэфир . . 411
7.9.6.1. Сополимеры, содержащие блоки поликарбоната на основе бисфенола А.............. 411
7.9.6.2. Сополимеры, содержащие блоки политстраметил-1,3-циклюбутиленкарбоната ............ 418
7.9.6.3. Сополимеры с полиарил- и полиалкилфталатными блоками ................... |20
7.9.7. Органосилоксановые сополимеры с другими блоками . . j~~
7.10. Сшитые системы на основе эпоксидных смол...... . 4z^
Список литературы .................. ^^'
Список дополнительной литературы .............
Предметный указатель.................. 4 •
