Проект «Управление кинетикой реакций межцепного обмена в политриазолиниевых витримерах», руководителем которого является доцент кафедры физической химии Химического института им. А.М.Бутлерова Казанского федерального университета Андрей Галухин, поддержан грантом Российского научного фонда.

Ученый рассказал о материалах будущего, исследованием которых он занимается совместно со студентами, аспирантами и молодыми учеными Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ. В работе также принимает участие высококлассный специалист в области физико-химии полимеров Сергей Вязовкин (Университет Алабамы в Бирмингеме, США).

«Витримеры – это класс высокомолекулярных соединений, сочетающих в себе свойства, характерные для термопластичных и термореактивных полимеров. Сетчатая структура витримеров образована химически динамичными ковалентными связями, которые при достижении определенной температуры (назовем ее Тv) начинают активно участвовать в реакциях межцепного обмена, что позволяет полимерной сетке изменять свою топологию. Таким образом, при температурах выше Tv витримеры подвергаются пластической деформации, повторной переработке, изменению формы, как термопластичные полимеры, сохраняя при этом свою сшитую структуру, а ниже Tv – обладают всеми свойствами реактопластов. Кроме того, при этой температуре происходит "заживление" повреждений в изделиях, сделанных из подобных материалов», – ввел в курс дела Андрей Галухин.

Он сообщил, что в рамках проекта его участники ведут поиск новых полимерных материалов исследуемого типа, а также выясняют, как можно осуществлять контроль над кинетикой реакций межцепного обмена. Умение ее контролировать позволит управлять свойствами этих материалов.

«Несмотря на то, что витримеры являются кросс-сшитыми полимерами, как, например, резина, они могут быть вторично переработаны. Изделия из резины – нет, – рассказывает Андрей Владимирович. – Вторая особенность заключается в том, что эти материалы имеют способностью к "самозаживлению". Если, к примеру, чехол от телефона, сделанный из витримера, треснул или поцарапался, то устранить дефект можно, просто нагрев его феном».

По словам химика, способность витримеров к самовосстановлению позволяет продлить срок службы изделий из них, снизить затраты на их обслуживание, а также повысить безопасность конструкций, сделанных из этих полимеров.

«Исследования позволят нам выяснить механизм реакции межцепного обмена в политриазолиниевых витримерах. Будут получены данные по кинетике полимеризации алкиназидов методом дифференциальной сканирующей калориметрии, оценено влияние структуры мономеров на их реакционную способность, а также наличия и природы сшивающих агентов в реакционной смеси на кинетику полимеризации», – проинформировал ученый.

Таким образом, обобщил он, будут установлены фундаментальные взаимосвязи между структурой полимерной сетки политриазолиниевых витримеров c реакционной способностью химически-динамичных связей и релаксационными характеристиками материала.

«Результаты наших исследований будут иметь большое прикладное значение, поскольку позволят достигнуть прогресса в области дизайна "умных" полимерных материалов, обладающих способностью к самовосстановлению. Также реализация проекта позволит определить оптимальные условия вторичной переработки витримеров, что особенно важно в условиях перехода к ресурсосберегающей экономике», – подытожил Андрей Галухин.