Анашкин Дмитрий Олегович, аспирант кафедры химии и технологии элементоорганических соединений. Scopus Author ID 55956747400
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Dmitrii O. Anashkin, Postgraduate Student, Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds. Scopus Author ID 55956747400
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Райгородский Игорь Михайлович, д.х.н., заведующий лабораторией кафедры химии и технологии элементоорганических соединений. Scopus Author ID 6602110677
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Igor M. Raigorodskii, Dr. Sci. (Chem.), Professor, Head of the Laboratory at the Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds. Scopus Author ID 6602110677
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Кирилин Алексей Дмитриевич, д.х.н., профессор, заведующий кафедрой химии и технологии элементоорганических соединений. Scopus Author ID 6603604447, ResearcherID О-9744-215
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Aleksei D. Kirilin, Dr. Sci. (Chem.), Professor, Head of the Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds. Scopus Author ID 6603604447, ResearcherID О-9744-215
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Стороженко Павел Аркадьевич, академик РАН, д.х.н., профессор, генеральный директор. Scopus Author ID 9633186700, ResearcherID D-4645-214
111123, Москва, шоссе Энтузиастов, д. 38
Pavel A. Storozhenko, Academician at the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Chem.), Professor, General Director. Scopus Author ID 9633186700, ResearcherID D-4645-214
38, Entuziastov shosse, Moscow, 111123
Objectives. Polymeric carbonate siloxanes containing a siloxane-N-phthalimidine group in the chain frame are new synthetic comb-like macromolecule systems. This work aims to study the possibility of applying them in the form of film materials for heat-resistant, high-performance gas-permeable membranes.
Methods. Comb-like polycarbonate siloxanes of the siloxane-containing polyether class were obtained using various polycondensation methods. i.e., by the polymer-analogous transformation of polycarbonate-allyl-N-phthalimidines, using their reaction in an alkyl hydride siloxane solution; polycondensation of N-(3-(pentamethyldisiloxane)-propyl)-3,3-bis-(4'-hydroxyphenyl)phthalimidine with diphenylolpropane bis-chloroformate in a solution using triethylamine as an acceptor of hydrochloric acid; interphase polycondensation of the above reagents in a dichloromethane aqueous alkali system. The structures of the obtained initial and polymeric compounds were confirmed by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy and elemental analysis. All of the synthesized comb-like copolymers had good solubility in several available solvents and film formations.
Results. The new comb-like polycarbonate siloxanes had high thermal stability. According to thermogravimetric analysis, the introduction of up to 20 wt % siloxane units makes it possible to increase the heat resistance of polycarbonate siloxanes by 25 °C. Concurrently, their glasstransition temperature reaches 160 °C. Copolymers of polycarbonate siloxanes in the form of films have a high tensile strength above 50 MPa and an elastic modulus of up to 2000 MPa. The permeability coefficients of gases through a copolymer of polycarbonate siloxanes in the form of a film for several gases surpass the permeability of industrial polycarbonate from diphenylolpropane and fluorine-containing siloxane polycarbonate.
Conclusions. The results achieved indicate the possibility of creating new polymeric combshaped siloxane systems with a variable structure that can contribute to obtaining the properties desired from them. Combined with high selectivity gas separation, this makes it possible to use such comb-shaped polycarbonate siloxanes as film membrane materials with an increased operating temperature range.
Цели. Полимерные карбонатсилоксаны, содержащие в обрамлении цепи силоксан-N-фталимидиновую группировку, являются новыми синтетическими гребнеобразными системами макромолекул. Цель работы – изучить возможность их применения в виде пленочных материалов для термостойких высокоэффективных газопроницаемых мембран.
Методы. Гребнеобразные поликарбонатсилоксаны класса силоксан-содержащих полиэфиров были получены различными поликонденсационными методами: полимераналогичным превращением поликарбонат-аллил-N-фталимидинов их реакцией в растворе с алкилгидридсилоксанами; поликонденсацией N-(3-(пентаметилдисилокси)-пропил)-3,3-бис-(4'-окси-фенил)фталимидина с бис-хлорформиатом дифенилолпропана в растворе, используя триэтиламин в качестве акцептора соляной кислоты или межфазной поликонденсацией указанных реагентов в системе метиленхлорид–водная щелочь. Структуры полученных исходных и полимерных соединений были подтверждены спектроскопией ядерного магнитного резонанса 1 H и элементным анализом. Свойством всех синтезированных гребнеобразных сополимеров является их хорошая растворимость в ряде доступных растворителях и пленкообразование.
Результаты. Показано, что новые гребнеобразные поликарбонатсилоксаны обладают высокой термической устойчивостью. По данным термогравиметрического анализа введение в сополимер до 20 масс. % силоксановых звеньев позволяет повысить термостойкость поликарбонатсилоксанов на 25 °C. При этом, температура стеклования их достигает 160 °C. Сополимеры поликарбонатсилоксанов в виде пленок обладают высокой прочностью на разрыв выше 50 МПа и модулем упругости до 2000 МПа. Коэффициенты проницаемости газов через coполимер поликарбонатсилоксанов в виде пленки по ряду газов превосходят проницаемость для промышленного поликарбоната из дифенилолпропана и фторсодержащего силоксанового поликарбоната.
Выводы. Достигнутые результаты свидетельствуют о возможности создания новых полимерных гребнеобразных силоксановых систем с варьируемой структурой, которая способствует для них получению заданных свойств. В сочетании с высокой селективностью разделения газов это позволяет использовать новые гребнеобразные поликарбонатсилоксаны в качестве пленочных мембранных материалов с повышенным интервалом рабочих температур.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.