МАГНИТНЫЕ И ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОМАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОРАЗВЕТВЛЕННЫХ ФЕРРОЦЕНСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ

Термоструктурированием высокоразветвленных ферроценсодержащих полимеров синтезированы новые магнитные наноматериалы с намагниченностью насыщения до 32 Гс·см3/г в магнитном поле 2.5 килоэрстед. Исследованы структура и свойства полученных соединений методами ИК-спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и термогравиметрического анализа. По данным ИК-спектроскопии в ферроценсодержащем полимере, прогретом при 500 °С, содержание 1,3,5-замещенных бензольных колец возрастает. Рентгенодифракционное исследование показало, что железо в таком образце присутствует исключительно в форме магнетита Fe3O4. С повышением температуры прогрева до 600 °С состав образцов становился более сложным, наряду с магнетитом в них содержался цементит Fe3C и вюстит Fe0.97O. Намагниченность ферроценсодержащего полимера зависит от температуры синтеза и термообработки. Для образца, синтезированного при температуре 140 ºС, образование магнитоупорядоченной фазы начинается при прогреве от 500 ºС, и при 800 ºС намагниченность достигает максимального значения 32 Гс·см3/г. Среднестатистические размеры магнитных наночастиц по данным ПЭМ составляют 8-26 нм. Показана принципиальная возможность контроля размера и состава наночастиц, а также их намагниченности, в зависимости от условий получения и температуры структурирования полимеров. Полученные результаты создают хорошую основу направленного синтеза магнитных ферроценсодержащих полимеров с заданными характеристиками.

ферроценсодержащие полимеры, наноматериалы, термодеструкция, намагниченность

1. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000. 672 c.

2. Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. Т. 74. С. 539-574.

3. Gudoshnikov S., Lyubimov B., Matveets L., Ranchinski M., Usov N., Gubin S., Yurkov G., Snigirev O., Volkov I. Magnetic properties of Fe-based nanoparticle assembly // J. Magn. Magn. Mater. 2003. V. 258-259. P. 54-56.

4. Hayashi K., Sakamoto W., Yogo T. Magnetic and rheological properties of monodisperse Fe3O4 nanoparticle/organic hybrid // J. Magn. Magn. Mater. 2009. V. 321. № 5. P. 450-457.

5. Kawamura M., Sato K. Magnetic nanoparticlesupported crown ethers // Chem. Commun. 2007. V. 32. P. 3404-3405.

6. Muller J.-L., Klankermayer J., Leitner W. Poly(ethylene glycol) stabilized Co nanoparticles as highly active and selective catalysts for the Pauson-Khand reaction // Chem. Commun. 2007. V. 38. P. 1939-1941.

7. Дворикова Р.А., Антипов Б.Г., Клеменкова З.С., Шандицев В.А., Прокофьев А.И., Петровский П.В., Русанов А.Л., Коршак Ю.В. Синтез и исследование электромагнитных свойств новых ферроценсодержащих полимеров полифениленового типа // Высокомолек. соед. Серия А. 2005. Т. 47. № 11. С. 1925-1931.

8. Дворикова Р.А., Никитин Л.Н., Коршак Ю.В., Шандицев В.А., Русанов А.Л., Абрамчук С.С., Хохлов А.Р. Новые магнитные наноматериалы на основе высокоразветвленных ферроценсодержащих полифениленов, синтезированных в жидком и сверхкритическом диоксиде углерода // Доклады Академии наук. 2008. Т. 422. № 3. C. 334-338.

9. Дворикова Р.А., Никитин Л.Н., Коршак Ю.В., Бузин М.И., Шандицев В.А., Корлюков А.А., Бущмаринов И.С., Абрамчук С.С., Русанов А.Л., Хохлов А.Р. Ферроценсодержащие полифенилены как прекурсоры магнитных наноматериалов // Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5. № 9-10. С. 94-100.

10. Дворикова Р.А., Коршак Ю.В., Никитин Л.Н., Шандицев В.А., Бузин М.И., Клеменкова З.С., Коварский А.Л., Каспаров В.В. Некоторые физико-химические и магнитные характеристики нанокомпозитов на основе ферроценсодержащих полимеров // Новое в полимерах и полимерных композитах. 2012. № 2. С. 79-85.

11. Dvorikova R.A., Korshak Yu.V., Nikitin L.N, Buzin M.I., Shanditsev V.A., Klemenkova Z.C., Rusanov A.L., Khokhlov А.R., Lappas A., Kostopoulou A. New magnetic nanoparticles in polymers. Engineering of Polymers and Chemical Complexity. New Approaches, Limitations, and Control // Ed. by W.W. Focke, H.-J. Radusch, G.E. Zaikov, A.K. Haghi. Apple Academic Press, Inc. 2014, Vol. 2. Chapter 7. Toronto New Jersey. P. 145-160.

12. Перевалова Э.Г., Решетова М.Д., Гринберг К.И. Методы элементоорганической химии. Ферроцен. М.: Наука, 1983. 544 с.

13. Успехи в области синтеза элементоорганических полимеров / Под ред. В.В. Коршака. М.: Наука, 1980. 271 с.