* Акционерное общество “Полимерсинтез”, Владимир

** Государственный научный центр Российской Федерации
“Научно-исследовательский физико-химический институт
им. Л.Я. Карпова”, Москва

К наиболее интересным свойствам ИПК, определяющим применение материалов на их основе, относятся: нерастворимость в большинстве обычных органических и неорганических растворителей, пластифицируемость водой и электролитами, хорошая прозрачность материалов, высокая проницаемость для водорастворимых микропримесей, селективная сорбция ионов, антикоагуляционные свойства.

Однако, материалы на основе ИПК характеризуются низкими прочностными показателями.

При этом было отмечено, что в случае участия в процессе комплексообразования слабоосновных полиаминов (рКа_пэи = 6,70, рКа_паа = 7,30, рКа_пэпа = 8,85) основным фактором, определяющим возможность и степень их участия в интерполимерной реакции, является рН среды, оказывающая решающее влияние на степень диссоциации функциональных групп слабых полимерных электролитов.

В результате проведенных исследований были получены ИПК, стойкие в кислой и близкой к нейтральной области рН (до рН = 9,2–10,5).

На основе изученных ИПК-систем из водно-аммиачных растворов были изготовлены пленочные материалы и проведена оценка механических свойств (прочности на разрыв и удлинения) их образцов в воздушно-сухом состоянии.

При этом введение в ПА комплексообразующего компонента сопровождается некоторым (в зависимости от природы компонента) снижением s и уменьшением e . В случае ИПК ПА–ПАА имеют место наименьшие показатели удлинения образцов 2–5,5%, что может быть обусловлено наличием, наряду с солевыми связями функциональных групп полимеров, сильных водородных связей между их амидными группами.

Материалы на основе ИПК, включающие ПЭИ и ПЭПА, имеют экстремальный характер зависимости прочности образцов пленок от их состава. При этом введение в систему избытка ПЭПА существенно увеличивает способность материала к удлинению, что, вероятно, связано с пластифицирующей ролью, которую выполняют достаточно короткие цепи этого полимера по отношению к частицам образовавшегося комплекса.

Изучение сорбционных свойств пленок на основе ИПК позволило говорить о них как о материалах, обладающих селективной сорбционной способностью по отношению к воде в сравнении со спиртами. При этом в качестве одной из характеристик ИПК-системы, регулирующей ее гидрофильность, выступает соотношение компонентов в комплексе. Увеличение доли полиамина в системе ПА–ПАА приводит к падению влагопоглощения образцов материалов с 3000% (Z = 1) до 1600% (Z = 2) и до 450% (Z = 6), что, вероятно, связано с различной гидратационной способностью сульфонатных групп и слабо ионизованных при данных рН аминогрупп.

Влагопоглощение исследованных материалов в значительной степени определяется природой полимерных электролитов, образующих ИПК. Для комплексов одного и того же состава (Z = 4) влагопоглощение пленок в случае системы ПА–ПЭИ составляет 600%, ПА–ПАА – 480%, а ПА–ПЭПА – 350%.

Большое влияние на сорбционные свойства полученных пленок оказывает степень превращения функциональных групп в соответствующих интерполимерных реакциях (q ), регулируемая в частности рН среды и временем выдержки в ней материала. Варьируя эти показатели (снижая рН среды и увеличивая время обработки в ней материала), для ИПК ПА–ПЭПА (Z = 2) можно получить образцы с влагопоглощением от 800 до 50%.

Величина сорбции комплексами спирта, содержащего 8% воды, колеблется от 1,5 до 3%. Чистый спирт ИПК-материалы практически не сорбируют.

Таким образом, результаты изучения сорбционных свойств пленок на основе ИПК, включающих ароматический полиамид с сульфонатными группами, позволили охарактеризовать их как материалы с селективной сорбционной способностью по отношению к воде в сравнении со спиртами.

Полученные результаты показали высокую эффективность исследованных ИПК-систем при использовании в первапорационных процессах и позволили оценить степень влияния состава ИПК и природы образующих его полимеров на разделительные характеристики изученных материалов.