|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Синтез и газотранспортные свойства новых жесткоцепных гетероциклических полимеров с внутренней микропористостьюНИР
Synthesis and gas permeation properties of novel heterocyclic polymers of intrinsic microporosity and rigid main chains
- Руководитель НИР: Ямпольский Ю.П.
- Ответственные исполнители: Благодатских И.В., Волкова Ю.А., Пономарев И.И., Разоренов Д.Ю., Ронова И.А.
- Подразделение: Лаборатория № 29 "Мембранного газоразделения"
- Срок исполнения: 1 февраля 2018 г. - 31 декабря 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 18-08-00472\19
- Номер ЦИТИС: АААА-А18-118020890093-3
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.21.25 Ароматические соединения
- 31.25.19 Синтез высокомолекулярных соединений. Физико-химические основы синтеза высокомолекулярных соединений
-
Ключевые слова:
проницаемость, полимеры с внутренней микропористостью, конформационная жесткость, газоразделение, полигетероарилены, полимерные мембраны, селективность
polymers of intrinsic microporosity, polyheteroarylenes, selectivity, gas separation, polymer membranes, conformational rigidity, permeability -
Описание:
Целью проекта является синтез новых полимеров с внутренней микропористостью и изучение их физикохимических и мембранных свойств. Предполагается осуществить функционализацию (с помощью полимераналогичных превращений) полимеров типа PIM по нитрильным группам, а также модифицировать полимеры с внутренней микропористостью путем введения новых фрагментов в основную цепь. Для полученных новых полимеров будут определены параметры газопроницаемости, что позволит определить и обосновать влияние природы основной цепи и заместителей на плотность, свободный объем и газоразделительные свойства полимерных пленок и мембран.
-
Abstract:
The aim of the project is synthesis of novel polymers of intrinsic microporosity and investigation of their physicochemical and membrane properties. It is planned to conduct functionalization via polymer analogous transformation of PIM materials: it will involve introduction of substituents of CN groups as well as modification of the main chain via introduction of new fragments. For the prepared polymers the parameters of gas permeation will be determined. It will allow estimation of the effects of the neture of main chains and side groups on density, free volume and gas separation properties of polymeric films and membranes.
-
Планируемые результаты:
Будут синтезированы новые полимеры с внутренней микропористостью на основе двух методов модификации исходной структуры: 1) методом функционализации полимераналогичным превращением нитрильной группы в объемистую гетероциклическую (фенилхиназолиновую) группу, в том числе новые высокофторированные полимеры (> 60 атомов фтора на мономерное звено); 2) способом увеличения длины термодинамического сегмента (сегмента Куна) сополимеризацией спироиндана «А» со стержнеобразным конденсированным производным тетрагидроксиантрацена. Для полученных полимеров будет установлена связь структуры и газоразделительных свойств, что представляет несомненный фундаментальный и практический интерес. Будет проведено сопоставление с другими известными PIM-полимерами. На основе полученных полимеров будут приготовлены и изучены композиционные мембраны с использованием пористых суппортов. Будут сформулированы принципы получения новых PIM-полимеров с улучшенными свойствами и области применения новых мембранных материалов.
-
Научный задел:
В последнее время можно отметить значительный интерес к синтезу и изучению мембранных свойств полимеров с внутренней микропористостью, далеко не все возможности дизайна подобных полимеров исчерпаны. Многие из синтезированных полимеров (по опыту заявителей данного проекта) обладают недостаточно хорошими механическими свойствами. Кроме того они (в том числе PIM-1) подвержены старению. Хотя для PIM-полимеров характерна благоприятная комбинация проницаемости и селективности, по значениям коэффициентов проницаемости они уступают полиацетиленам или Si-замещенным политрициклононенам. Все это обосновывает проведение дальнейших работ в этой области мембранного материаловедения. В частности планируемые подходы, функционализация путем полимераналогичного превращения нитрильной группы с введением объемистых заместителей, а также модификация основной цепи лестничного полимера до сих пор не осуществлялись. Исследование новых синтезированных полимеров будет проводиться в режиме тесной связи синтетической и физико-химической групп, так что в конце проекта будет возможно обоснованно выбрать новые оптимальные структуры. Также в качестве элемента новизны можно рассматривать то обстоятельство, что в проекте планируется сразу приготовлять композиционные мембраны, содержащие тонкие слои синтезированных полимеров, нанесенные на пористые суппорты.
-
Основные результаты:
Будут синтезированы новые полимеры с внутренней микропористостью на основе двух методов модификации исходной структуры: 1) методом функционализации полимераналогичным превращением нитрильной группы в объемистую гетероциклическую (фенилхиназолиновую) группу, в том числе новые высокофторированные полимеры (> 60 атомов фтора на мономерное звено); 2) способом увеличения длины термодинамического сегмента (сегмента Куна) сополимеризацией спироиндана «А» со стержнеобразным конденсированным производным тетрагидроксиантрацена. Для полученных полимеров будет установлена связь структуры и газоразделительных свойств, что представляет несомненный фундаментальный и практический интерес. Будет проведено сопоставление с другими известными PIM-полимерами. На основе полученных полимеров будут приготовлены и изучены композиционные мембраны с использованием пористых суппортов. Будут сформулированы принципы получения новых PIM-полимеров с улучшенными свойствами и области применения новых мембранных материалов.
- Добавил в систему: Пономарев Игорь Игоревич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 2 | 1 февраля 2018 г.-31 декабря 2020 г. | Синтез и газотранспортные свойства новых жесткоцепных гетероциклических полимеров с внутренней микропористостью |
| Результаты этапа: В 2019 году предполагается продолжить работы по совершенствованию синтеза PIM-1 с целью повышения молекулярной массы полимера и его модификации бензанилидами, в т.ч. высокофторированными, например: В 2019 году предполагается синтезировать 5 новых, не описанных в литературе производных PIM-1-А на основе новых тетрагидроксиантраценов. Для этой цели будут синтезированы и охарактеризованы 5 новых тетрагидроксиантраценов с различными заместителями: Будут разработаны методы синтеза, приводящего к получению пленкообразующих высокомолекулярных тетрагидроксиантраценовых производных PIM-1-А: Полученные полимеры будут охарактеризованы, определены молекулярно-массовые характеристики полученных продуктов синтеза. Будут исследованы пленкообразующие свойства синтезированных PIM-1-А, получены пленки на основе синтезированных PIM-1-А, определены плотности и свободный объем полимеров. Будут исследованы газоразделительные свойства полученных пленок новых полимеров. Будут рассчитаны конформационные характеристики новых PIM-1-А, определены оптимальные конформационные характеристики хиназолиновых производных PIM-1-А с наибольшим свободным объемом и оптимальными газоразделительными характеристиками. Все полученные данные и характеристики будут обобщены в рамках исследования фундаментальных взаимосвязей «структура-свойства» для газоразделительных материалов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".