Наноструктурування у системах на основі органічних полімерів і координаційних сполук металів in situ

Abstract

Розглянуто особливості структурування зшитих поліуретанів (ПУ) під впливом координаційних сполук металів – монойонних β-дикетонатів перехідних металів і полігетероядерних металоорганічних сполук та виявленню впливу структурних змін у таких системах на їхні властивості. Реакційним формуванням одержано зшиті металовмісні поліуретани у присутності β-дикетонатів перехідних металів і полігетероядерних металокомплексів. Показано, що координаційно активні β-дикетонати перехідних металів і полігетероядерні металокомплекси, вступаючи в комплексоутворення з функційними групами ПУ матриці, сприяють утворенню в ПУ нанорозмірних центрів координаційного структурування з одним або декількома йонними центрами різної природи та валентності в органічному оточенні. Виявлено залежність структури модифікованих ПУ від просторової симетрії координаційних центрів, утворених катіонами металів різної валентності. Показано вплив кількості йонів у центрах структурування на характер мікрогетерогенної структури сітчастих ПУ, сформованих у присутності β-дикетонатів перехідних металів і полігетероядерних металоорганічних сполук. З’ясовано існування межі насичення ПУ координаційними центрами, утвореними β-дикетонатами тривалентних металів. Показано зростання провідності сітчастих ПУ, модифікованих полігетероядерними металокомплексами на 2 — 3 порядки порівняно з безметальною системою. Визначено йонний характер провідності модифікованих ПУ та вплив вільного об’єму і додаткових агентів комплексоутворення на процес переносу заряду. Виявлено залежність термічної поведінки та термоокиснювальної деструкції ПУ від просторової симетрії координаційних вузлів зшивання та кількості йонів металу у металовмісному модифікаторі.

A paper is devoted to peculiarities of cross-linked polyurethane (PU) structurization under influence of metals coordination compounds — mono-ionic transition metal β-diketonates and polyheteronuclear metal-organic compounds as well as influence of structural changes in the system on their properties. The cross-linked metalcontaining PU have been obtained in the presence of transition metal β-diketonates and polyheteronuclear metal complexes. It was shown that metalcontaining modifiers favour formation of nanoscale coordination structuring sites in PU. The latter contain one or several metal ions in organic environment. The relationship was found between modified PU structure and spatial symmetry of coordination sites, formed by metal cations of various valencies. The effect was revealed of metal ion content in metal containing compounds on the PU networks microheterogeneity. It was found that there is a limit for saturation of PU with trivalent metal β-diketonate coordination centers. The electrical conductivity of PU networks modified by polyheteronuclear metal complex increases for 2 to 3 orders as compared with metalfree system. The ionic character of the modified PU was determined as well as effect on change transfer process of additional complexing agent presence in reaction mixture. The influence of coordinaton junction points spatial symmetry and modifier metal ion content on modified PU networks thermal behavior and thermooxidative destruction was found.