Коваленко Григорий Михайлович - кандидат технических наук, доцент кафедры химии и технологии полимерных материалов и нанокомпозитов, Scopus Author ID 54788985600, ResearcherID D-5293-2014.
119071, Москва, ул. Малая Калужская, д. 1
Grigory M. Kovalenko - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Chemistry and Technology of Polymer Materials and Nanocomposites, Scopus Author ID 54788985600, ResearcherID D-5293-2014.
1, Malaya Kaluzhskaya ul., Moscow, 119071
Бокова Елена Сергеевна - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры химии и технологии полимерных материалов и нанокомпозитов, Scopus Author ID 9277812100.
119071, Москва, ул. Малая Калужская, д. 1
Elena S. Bokova - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Chemistry and Technology of Polymer Materials and Nanocomposites, Scopus Author ID 9277812100.
1, Malaya Kaluzhskaya ul., Moscow, 119071
Евсюкова Наталия Викторовна - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры химии и технологии полимерных материалов и нанокомпозитов, Scopus Author ID 37046937800.
119071, Москва, ул. Малая Калужская д. 1
Natalia V. Evsyukova - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Chemistry and Technology of Polymer Materials and Nanocomposites, Scopus Author ID 37046937800.
1, Malaya Kaluzhskaya ul., Moscow, 119071
Objectives. To study the structure and properties of solutions of thermoplastic poly(ether urethane)s (PEUs) to inform their potential use in the production of fibrous-porous polymer composite materials with a given structure and set of performance properties depending on the field of practical application.
Methods. The composition of PEUs was studied by attenuated total reflection infrared (ATR-IR) spectroscopy using a program for correcting the spectra on an IR Fourier spectrophotometer, as well by differential scanning calorimetry (DSC) using a heat flow calorimeter. The viscosity of PEU solutions was determined on a rotational viscometer.
Results. The chemical composition of PEUs and the nature of the formation of hydrogen bonds were studied. An analysis of the spectra demonstrates the almost complete identity of the PEUs synthesized from the same 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. In the studied PEUs of the Vitur and Desmopan® brands, as well as Sanpren, pronounced absorption bands characteristic of urethane groups involved in the formation of hydrogen bonds are visible in the region from 1702 to 1730 cm−1. The temperature transitions and thermal stability of the investigated PEUs were determined by DSC. The influence of the ratio of rigid and flexible blocks, as well as the nature of hydrogen bonds on the melting temperatures of polymers, was shown. Analysis of the DSC curves demonstrated all the studied PEUs to have high melting points ranging from 159 to 215°C. From the studied temperature dependences of the structural viscosity of thermoplastic PEUs solutions, all solutions were established to have a minimum viscosity anomaly; the value of the logarithm of viscosity depends on the chemical composition and structure of the initial PEUs. It is shown that the viscosity anomaly of PEU solutions can be reduced with increasing temperature.
Conclusions. A comparison of the chemical composition, structure, thermal and rheological characteristics of thermoplastic PEUs with PEU solutions widely used for the production of fibrous-porous materials and coatings of Sanpren LQ-E-6 and Vitur R 0112 grades demonstrates their practicability as production materials and coatings having a predetermined structure and a set of properties depending on the requirements and operating conditions of finished products.
Цели. Изучить структуру и свойства растворов термопластичных полиэфируретанов (ПЭУ) для прогнозирования возможности их применения в производстве волокнисто-пористых полимерных композиционных материалов и покрытий с заданной структурой и комплексом эксплуатационных свойств, зависящими от области практического применения.
Методы. Состав ПЭУ изучали методом инфракрасной (ИК) спектроскопии с преобразованием Фурье в сочетании с методом многократного нарушенного полного внутреннего отражения и методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием калориметра теплового потока. Вязкость растворов ПЭУ определяли на ротационном вискозиметре.
Результаты. Изучен химический состав ПЭУ и характер образования водородных связей. Анализ ИК спектров демонстрирует практически полную идентичность ПЭУ, синтезированных на основе одного и того же 4.4′-дифенилметандиизоцианата. В исследуемых ПЭУ марок Витур и Desmopan®, а также Санпрен, можно увидеть, что в области от 1702 до 1730 см−1 присутствуют явно выраженные полосы поглощения, характерные для уретановых группировок, задействованных в образовании водородных связей. Методом ДСК определены температурные переходы и термостойкость исследуемых ПЭУ. Показано влияние соотношения жестких и гибких блоков, а также характер водородных связей на температуры плавления полимеров. При анализе кривых ДСК, показано, что все исследуемые ПЭУ обладают высокими температурами плавления, находящимися в диапазоне от 159 до 215 °С. Также исследованы температурные зависимости структурной вязкости растворов термопластичных ПЭУ. Установлено, что все растворы имеют минимальную аномалию вязкости, при этом величина логарифма вязкости зависит от химического состава и структуры исходных ПЭУ. Установлено, что аномалия вязкости растворов ПЭУ может быть снижена при повышении температуры.
Выводы. Исследование химического состава, структуры, термических и реологических характеристик термопластичных ПЭУ с позиции их сравнения и сопоставления с широко применяемыми для производства волокнисто-пористых материалов и покрытий растворов ПЭУ марок Санпрен LQ-E-6 и Витур Р 0112 позволяет прогнозировать возможность их использования для производства материалов и покрытий с заранее заданной структурой и комплексом свойств в зависимости от требований и условий эксплуатации готовых изделий.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.