Kemikere tilbyder et nyt kig på polymerer til rumindustrien

Medarbejdere ved Institut for Fysisk Kemi ved Kazan Federal University har fundet ud af, at mekanismerne til polymerisering af arylcyanater i fast tilstand og i smeltet tilstand adskiller sig i antallet af brudte flere bindinger af monomeren på det trin, der bestemmer hastigheden af behandle.

Fastfasepolymerisation bruges i vid udstrækning til at skabe polymerer med kontrolleret struktur, molekylær vægt, og andre parametre. I industrien, en række polycarbonater, polyamider og polyestere til forskellige formål opnås ved denne metode. Arylcyanater bruges til at skabe anvendte polymere kompositmaterialer, i særdeleshed, i luftfartsindustrien.

Som seniorforsker Andrey Galukhin forklarede, til fastfasepolymerisation, det er nødvendigt for reaktionen at starte ved en temperatur under smeltepunktet. Imidlertid, for nogle monomerer er denne betingelse ikke opfyldt, så denne type polymerisering er ikke tilgængelig for dem. Disse omfatter arylcyanater, som har høj termisk, kemikalie- og strålingsresistens. Det er takket være disse egenskaber, at de har fundet anvendelse i luftfartsindustrien, hvor de bruges som dele af kompositmaterialer. Den høje stabilitet af arylcyanater skyldes tilstedeværelsen af ​​1, 3, 5-triazin aromatiske fragmenter som tværbindingssteder i polymerkæder.

Kazanske forskere var de første til at studere fastfasepolymerisationen af ​​arylcyanat. De antog, at faststofpolymerisationen af ​​dette stof ville være meget forskellig fra den samme proces i smelten. Forfatterne syntetiserede en unik monomer med et højt smeltepunkt (403 ° C). Da polymerisationstemperaturen for dette stof er under dets smeltepunkt, dette gjorde fastfasereaktionen mulig. En detaljeret undersøgelse med differentiel scanningskalorimetri gjorde det muligt at få vigtig information om kinetikken i denne proces. Det var muligt at finde ud af, at mekanismerne for fastfasepolymerisation og polymerisering i en monomersmeltning er forskellige i antallet af brudte multiple bindinger af monomeren på det trin, der bestemmer procesens hastighed. Også, det viste sig, at hastigheden af ​​fastfasepolymerisation ikke afhænger af graden af ​​monomeromdannelse, det er, kinetikken beskrives ved en nul-ordens reaktion. Årsagen til denne adfærd ligger i den topokemiske karakter af processen, der finder sted i flade monomerkrystaller.

"Arylcyanater spiller en meget vigtig rolle i luftfarts- og rumfartsindustrien, hvor de bruges som bindemidler i kompositmaterialer til at skabe forskellige dimensionelt stabile strukturer. Udvidelse af vores viden om forholdet mellem disse monomeres reaktivitet og deres struktur åbner nye muligheder for målrettet design af materialer med ønskede egenskaber, "sluttede Galukhin.