Ô³çèêî–õ³ì³ÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê

Äîñë³äæåííÿ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ çàêîíîì³ðíîñòåé åëåêòðîñèíòåçó, ñòðóêòóðè, åëåêòðîõ³ì³÷íèõ òà åëåêòðîô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â. Ìåòîäè îäåðæàííÿ ôóíêö³îíàëüíèõ ñòðóìîïðîâ³äíèõ ïë³âîê íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê.

Ðóáðèêà Õèìèÿ
Âèä àâòîðåôåðàò
ßçûê óêðàèíñêèé
Äàòà äîáàâëåíèÿ 22.02.2014
Ðàçìåð ôàéëà 72,0 K

Îòïðàâèòü ñâîþ õîðîøóþ ðàáîòó â áàçó çíàíèé ïðîñòî. Èñïîëüçóéòå ôîðìó, ðàñïîëîæåííóþ íèæå

Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/

Ëüâ³âñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ ²âàíà Aðàíêà

Àâòîðåôåðàò

äèñåðòàö³¿ íà çäîáóòòÿ íàóêîâîãî ñòóïåíÿ

êàíäèäàòà õ³ì³÷íèõ íàóê

02.00.04 - Ô³çè÷íà õ³ì³ÿ

Ô³çèêî-õ³ì³ÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê

Ëóïøàê Íàòàë³ÿ-Îêñàíà

Ëüâ³â 2000

Äèñåðòàö³ºþ º ðóêîïèñ.

Ðîáîòà âèêîíàíà íà õ³ì³÷íîìó ôàêóëüòåò³ Ëüâ³âñüêîãî íàö³îíàëüíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà.

Íàóêîâèé êåð³âíèê: äîêòîð õ³ì³÷íèõ íàóê, ïðîôåñîð Êîâàëü÷óê ªâãåí Ïðîêîïîâè÷, çàâ³äóâà÷ êàôåäðè ô³çè÷íî¿ òà êîëî¿äíî¿ õ³ì³¿ Ëüâ³âñüêîãî íàö³îíàëüíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà

Îô³ö³éí³ îïîíåíòè:

ä.õ.í., ïðîôåñîð Òóðîâñüêèé Àíàòîë³é Àíòîíîâè÷, çàâ³äóâà÷ â³ää³ëó õ³ì³¿ ³ á³îòåõíîëî㳿 ãîðþ÷èõ êîïàëèí ²íñòèòóòó ô³çè÷íî¿ õ³ì³¿ ÍÀÍ Óêðà¿íè

ê.õ.í., ñò.í.ñï. Òîêàðºâ ³êòîð Ñåðã³éîâè÷, äîöåíò êàôåäðè îðãàí³÷íî¿ õ³ì³¿ Äåðæàâíîãî óí³âåðñèòåòó “Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà”

Ïðîâ³äíà óñòàíîâà: ²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè, ì. Êè¿â.

Çàõèñò â³äáóäåòüñÿ “ 26 ” “ æîâòíÿ ” 2000 ð. î 14 ãîä. 00 õâ., íà çàñ³äàíí³ ñïåö³àë³çîâàíî¿ â÷åíî¿ ðàäè Ä 35.051.10 ó Ëüâ³âñüêîìó íàö³îíàëüíîìó óí³âåðñèòåò³ ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà (79005, Ëüâ³â, âóë. Êèðèëà ³ Ìåôîä³ÿ, 6, õ³ì³÷íèé ôàêóëüòåò, àóä. ¹ 2).

Ç äèñåðòàö³ºþ ìîæíà îçíàéîìèòèñü ó á³áë³îòåö³ Ëüâ³âñüêîãî íàö³îíàëüíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà (79005, Ëüâ³â, âóë. Äðàãîìàíîâà, 5).

Àâòîðåôåðàò ðîç³ñëàíèé 25 âåðåñíÿ 2000 ð.

Â÷åíèé ñåêðåòàð ñïåö³àë³çîâàíî¿ â÷åíî¿ ðàäè, ßðåìêî Ç.Ì.

1. Çàãàëüíà õàðàêòåðèñòèêà ðîáîòè

õ³ì³÷íèé åëåêòðîñèíòåç ïîë³àðîìàòè÷íèé ñòðóìîïðîâ³äíèé

Àêòóàëüí³ñòü òåìè. Ðîçâèòîê ñó÷àñíèõ íàóêîºìíèõ òåõíîëîã³é, â òîìó ÷èñë³ ìîëåêóëÿðíî¿ åëåêòðîí³êè, íîâèõ áåçìåòàë³÷íèõ äæåðåë ñòðóìó òà îðãàí³÷íèõ ôîòîïåðåòâîðþâà÷³â, âèìàãຠïîøóêó ìàòåð³àë³â ³ç ñïåö³àëüíèìè ôóíêö³ÿìè: çäàòí³ñòþ äî íàãðîìàäæåííÿ çàðÿäó, êîíâåðñ³¿ ñâ³òëîâî¿ åíåð㳿, ÷óòëèâîñò³ äî ïåâíîãî âèäó ³îí³â òà âèïðîì³íþâàííÿ. Öèì âèìîãàì ó ïîâí³é ì³ð³ â³äïîâ³äàþòü ìàòåð³àëè, ÿê³ ìîæíà îäåðæàòè íà îñíîâ³ ïîë³ìåð³â ç âïîðÿäêîâàíîþ ñèñòåìîþ ñïðÿæåíèõ ð-çâ'ÿçê³â, ùî ïîºäíóþòü â ñîá³ åëåêòðîííó òà ³îííó ïðîâ³äí³ñòü ³ç ñïåöèô³÷íèìè âëàñòèâîñòÿìè ïîë³ìåð³â: ëåãê³ñòü, ïëàñòè÷í³ñòü, òîùî. Îñòàíí³ì ÷àñîì âåëèêà óâàãà íàäàºòüñÿ ðîçðîáö³ íîâèõ ìåòîä³â îäåðæàííÿ ôóíêö³îíàëüíèõ ïë³âîê åëåêòðîïðîâ³äíèõ ïîë³ìåð³â, âèõîäÿ÷è ç ìîíîìåðíèõ ñïîëóê ð³çíîãî òèïó, øëÿõîì ¿õ ïîë³ìåðèçàö³¿ íà ïîâåðõí³ â óìîâàõ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ³í³ö³þâàííÿ.

Çà ð³çíîìàí³òí³ñòþ ôóíêö³îíàëüíèõ âëàñòèâîñòåé, âèñîêîþ òåðì³÷íîþ ñò³éê³ñòþ òà åëåêòðîàêòèâí³ñòþ, çîêðåìà, çäàòí³ñòþ äî ïðîöåñ³â îáîðîòíîãî îêèñíåííÿ-â³äíîâëåííÿ, ïåðñïåêòèâíèìè º ïîë³ìåðí³ ìàòåð³àëè íà îñíîâ³ àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê - áåíçîëó òà éîãî ïîõ³äíèõ. Îäíàê ô³çèêî-õ³ì³÷í³ ï³äõîäè äî îäåðæàííÿ òàêèõ ïîë³ìåð³â äîñë³äæåí³ íåäîñòàòíüî, äåòàëüíîãî âèâ÷åííÿ âèìàãຠâçàºìîçâ'ÿçîê ì³æ óìîâàìè ñèíòåçó ïîë³ìåð³â òà ¿õ ñòðóêòóðîþ, åëåêòðîõ³ì³÷íèìè òà åëåêòðîô³çè÷íèìè âëàñòèâîñòÿìè. Òîìó äîñë³äæåííÿ óìîâ îäåðæàííÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåð³â íà îñíîâ³ àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê, âèâ÷åííÿ ¿õ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé òà ñòðóêòóðè º âàæëèâîþ, àêòóàëüíîþ ïðîáëåìîþ.

Çâ'ÿçîê ðîáîòè ç íàóêîâèìè ïðîãðàìàìè, ïëàíàìè, òåìàìè. Äèñåðòàö³éíà ðîáîòà âèêîíóâàëàñÿ çã³äíî ç Äåðæàâíèìè íàóêîâî-òåõí³÷íèìè ïðîãðàìàìè ðîçâèòêó íàóêè ³ òåõí³êè â Óêðà¿í³ â³äïîâ³äíî ç ïð³îðèòåòíèì íàïðÿìêîì 6. “Íîâ³ ðå÷îâèíè òà ìàòåð³àëè” çà ïëàíîì ̳í³ñòåðñòâà îñâ³òè ³ íàóêè Óêðà¿íè, ïðîåêò “Ïîë³ìåðí³ ïðîâ³äíèêè ³ ìàòåð³àëè íà ¿õ îñíîâ³ äëÿ ôóíêö³îíàëüíèõ ïðèñòðî¿â íîâîãî ïîêîë³ííÿ”, ¹ äåðæðåºñòðàö³¿ 0194 U 022294, (1994-1996), òà çà êîîðäèíà-ö³éíèì ïëàíîì ¹14 “Ìîíîìåðè, ïîâåðõíåâî-àêòèâí³ ðå÷îâèíè, íàïîâíþâà÷³, ìîäèô³êàòîðè ³ ïåðñïåêòèâí³ òåõíîëî㳿 îäåðæàííÿ ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèö³éíèõ ìàòåð³àë³â íà ¿õ îñíîâ³”, ïðîåêò “Ñèíòåç ³ ô³çèêî-õ³ì³ÿ ïîë³ìåðíèõ êîìïîçèò³â ç åëåêòðîííîþ òà ³îííîþ ïðîâ³äí³ñòþ äëÿ ïåðåòâîðþâà÷³â åíåð㳿 íîâîãî òèïó”, ¹ äåðæðåºñòðàö³¿ 0197 U 018125 (1997-1999).

Ìåòà ³ çàäà÷³ äîñë³äæåííÿ. Ìåòîþ äàíî¿ ðîáîòè áóëî âñòàíîâëåííÿ îñîáëèâîñòåé ïðîöåñ³â ñèíòåçó, ñòðóêòóðè ³ âëàñòèâîñòåé åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ áåíçîëó òà éîãî ïîõ³äíèõ. Âèð³øåííÿ äàíîãî çàâäàííÿ âèìàãàëî äîñë³äæåííÿ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïîâåä³íêè àðîìàòè÷íèõ ìîíîìåð³â ó íåîðãàí³÷íèõ òà îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ; ïðîâåäåííÿ ñòðóêòóðíèõ äîñë³äæåíü, âèâ÷åííÿ òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ïðîâ³äíîñò³ òà çàðÿäíî-òðàíñïîðòíèõ õàðàêòåðèñòèê îäåðæàíèõ ìàòåð³àë³â ó îðãàí³÷íèõ òà íåîðãàí³÷íèõ åëåêòðîë³òàõ.

Îá'ºêòîì äîñë³äæåííÿ º ô³çèêî-õ³ì³ÿ ñïðÿæåíèõ ïîë³ìåðíèõ ñèñòåì.

Ïðåäìåòîì äîñë³äæåííÿ º îäåðæàííÿ, ñòðóêòóðà ³ âëàñòèâîñò³ åëåêòðî-àêòèâíèõ îðãàí³÷íèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³ìåð³â áåíçîëó òà éîãî ïîõ³äíèõ.

Ìåòîäè äîñë³äæåííÿ. Äîñë³äæåííÿ ïðîöåñ³â åëåêòðîñèíòåçó òà åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïîâåä³íêè îäåðæàíèõ ïîë³ìåð³â ïðîâîäèëè ìåòîäîì ë³í³éíî¿ òà öèêë³÷íî¿ âîëüòàìïåðîìåòð³³ ç âèêîðèñòàííÿì ïîòåíö³îñòàò³â ϲ-50 Ì, Ï-5827 Ì òà âîëüòàìïåðîìåòðè÷íî¿ ñèñòåìè ÑÂÀ-1ÁÌ. Ñòðóêòóðó ñèíòåçîâàíèõ ïîë³ìåð³â âèâ÷àëè çà äîïîìîãîþ ²× ñïåêòðîñêîﳿ çàïðåñîâàíèõ â òàáëåòêè ç KBr çðàçê³â (“SPECORD M-80”, ä³àïàçîí 4000 - 400 ñì-1), åëåêòðîííî¿ ñïåêòðîñêîﳿ ïîãëèíàííÿ ³ â³äáèâàííÿ çà äîïîìîãîþ ñïåêòðîôîòîìåòð³â “SPECORD M-40” òà “SP-700 A” (ä³àïàçîí 200 … 900 íì) òà åëåìåíòíîãî àíàë³çó. Ðåíòãåíîñòðóêòóðí³ äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëè çà äîïîìîãîþ äèôðàêòîìåòð³â “ÄÐÎÍ-2.0” òà “ÄÐÎÍ-3.0” (FeKá, òà CuKá âèïðîì³íþâàííÿ). Íàäìîëåêóëÿðíó ñòðóêòóðó ³ ìîðôîëîã³þ ïîë³ìåðíèõ ïë³âîê äîñë³äæóâàëè ç âèêîðèñòàííÿì îïòè÷íîãî ì³êðîñêîïà “ÌÁÑ-9”, òà ñêàíóþ÷îãî åëåêòðîííîãî ì³êðîñêîïà “ISI-DS-130”. Òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íèé àíàë³ç ïðîâîäèëè ç âèêîðèñòàííÿì äåðèâàòîãðàôà “Q-1500 D”. Âèçíà÷åííÿ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé îäåðæàíèõ ïîë³ìåð³â (ïèòîìîãî îïîðó, ìàñè, ãóñòèíè, àäãå糿, òîâùèíè ïîë³ìåðíèõ ïë³âîê òà ³í.) ïðîâîäèëè çà â³äîìèìè ìåòîäèêàìè.

Íàóêîâà íîâèçíà îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â. Âñòàíîâëåíî, ùî ïðÿìå åëåêòðîõ³ì³÷íå îêèñíåííÿ ïðîòîíîâàíèõ ìîëåêóë áåíçîëó â ïðèñóòíîñò³ ïîâåðõíåâî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí â ³íòåðâàë³ Å = 1,3 - 1,9  (í.â.å.), ñïðè÷èíÿº ³í³ö³þâàííÿ ïðîöåñ³â éîãî ïîë³ìåðèçàö³¿ â ñåðåäîâèù³ ç íèçüêîþ íóêëåîô³ëüí³ñòþ ³ âêëþ÷ຠñòàä³þ àäñîðáö³¿ ìîíîìåðó íà ïîâåðõí³ åëåêòðîäó. Âïåðøå âñòàíîâëåíî íàÿâí³ñòü äîäàòêîâîãî ìàêñèìóìó àäñîðáö³¿ áåíçîëó íà ïëàòèí³ â îáëàñò³ ïîòåíö³àë³â Å = 1,0 - 1,2 Â.

Çíàéäåíî âçàºìîçâ?ÿçîê óìîâ åëåêòðîñèíòåçó, äîïóâàííÿ òà òåðì³÷íî¿ ä³¿ ³ç ñòðóêòóðîþ, ïðîâ³äí³ñòþ òà åëåêòðîàêòèâí³ñòþ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó (ÏÏÔ). Âïåðøå âèçíà÷åí³ ïàðàìåòðè ñòðóêòóðè êðèñòàë³÷íî¿ ôàçè ï³ðîë³çîâàíîãî ÏÏÔ, äëÿ ÿêî¿ âëàñòèâà òåòðàãîíàëüíà êîíô³ãóðàö³ÿ ç ïàðàìåòðàìè åëåìåíòàðíî¿ êîì³ðêè a = b = 15,31 Å; c =7,15 Å. Ïîêàçàíî, ùî âèñîêó çäàòí³ñòü äî ³íòåðêàëÿö³éíèõ ïðîöåñ³â ïðîÿâëÿþòü àìîðô³çîâàí³ ìàòðèö³, ç ïàðàìåòðàìè ñòðóêòóðè áëèçüêèìè äî íåâïîðÿäêîâàíîãî ãðàô³òó, íàéâèùà åëåêòðîõ³ì³÷íà àêòèâí³ñòü ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â ñåðåäîâèù³ 17,5 - 18 Ì ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè òà â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ ç äîíîðíèì ÷èñëîì Ä× ? 15 (ïðîï³ëåíêàðáîíàò - ÏÊ, àöåòîí³òðèë - ÀÍ).

Ïîêàçàíî, ùî óòâîðåííÿ åëåêòðîïðîâ³äíèõ ïë³âîê ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó (ÏÔÀ) íà ïîâåðõí³ ìåòàë³÷íèõ òà îêñèäíèõ åëåêòðîä³â ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â ä³àïàçîí³ ïîòåíö³àë³â Å = - 1,9… -2,4  (õ.ñ.å.) çà íàÿâíîñò³ ñîëåé ë³ò³þ. Çàïðîïîíîâàíî ñõåìó ³í³ö³þâàííÿ, ÿêà âêëþ÷ຠóòâîðåííÿ ³îííèõ ïàð àí³îí-ðàäèêàëüíèõ ³íòåðìåä³àò³â ç êàò³îíàìè ë³ò³þ. Âïåðøå äîñë³äæåíî åëåêòðîõ³ì³÷íó ïîâåä³íêó ÏÔÀ ³ âèÿâëåíî éîãî çäàòí³ñòü äî íàãðîìàäæåííÿ çàðÿäó â ïðîöåñ³ àíîäíîãî äîïóâàííÿ.

Ïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â. Íà îñíîâ³ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â çàïðîïîíîâàíî íîâ³ ìåòîäè îäåðæàííÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ïë³âîê íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê, â òîìó ÷èñë³ ñïîñ³á åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ñèíòåçó ïîë³ïàðàôåí³ëåíó íà ñòàö³îíàðíèõ åëåêòðîäàõ, ÿêèé ìîæå áóòè âèêîðèñòàíèé äëÿ âèãîòîâëåííÿ ïë³âêîâèõ ïîë³ìåðíèõ åëåêòðîä³â äëÿ õ³ì³÷íèõ äæåðåë ñòðóìó. Çàïðîïîíîâàíî ìåòîä åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ñèíòåçó ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó íà åëåìåíòàõ îïòè÷íèõ ïðèñòðî¿â, ÿêèé ìîæå áóòè âèêîðèñòàíèé äëÿ îäåðæàííÿ ïîë³ìåðíèõ ïë³âîê ³ êîìïîçèò³â ç ôîòî³íäóêîâàíîþ ïðîâ³äí³ñòþ.

Îñîáèñòèé âíåñîê çäîáóâà÷à ïîëÿãຠó ïîñòàíîâö³ çàäà÷³ (ðàçîì ç íàóêîâèì êåð³âíèêîì òà ê.õ.í. Àêñ³ìåíòüºâîþ Î.².); ñàìîñò³éíîìó àíàë³ç³ ë³òåðàòóðíèõ äàíèõ, âèêîíàíí³ á³ëüøî¿ ÷àñòèíè åêñïåðèìåíòàëüíèõ ðîá³ò: ñèíòåç³ òà õàðàêòåðèñòèö³ âèõ³äíèõ ðå÷îâèí òà îá'ºêò³â äîñë³äæåííÿ, ñèíòåç³ òîíêèõ øàð³â òà ï³ðîë³çîâàíèõ çðàçê³â ïîë³ìåð³â, îäåðæàíí³, îáðîáö³ òà àíàë³ç³ äàíèõ ç òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ïðîâ³äíîñò³ òà òåðìîãðàâ³ìåòð³¿, ²×-, åëåêòðîííî¿ ñïåêòðîñêîﳿ, Õ-ïðîìåíåâîãî àíàë³çó, çä³éñíåíí³ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ äîñë³äæåíü ìåòîäîì ïîëÿðèçàö³éíèõ êðèâèõ òà öèêë³÷íî¿ âîëüòàìïåðîìåòð³¿. Îáãîâîðåííÿ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â òà ï³äãîòîâêà íàóêîâèõ ïðàöü äî îïóáë³êóâàííÿ ïðîâîäèëàñü çà ó÷àñòþ íàóêîâîãî êåð³âíèêà òà ê.õ.í. Àêñ³ìåíòüºâî¿ Î.².

Àïðîáàö³ÿ ðåçóëüòàò³â äèñåðòàö³¿. Îñíîâí³ ðåçóëüòàòè äîïîâ³äàëèñü íà: VIII-é Óêðà¿íñüê³é êîíôåðåíö³¿ ç õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê, Êè¿â, 1996; Âñåóêðà¿íñüê³é êîíôåðåíö³¿ àñï³ðàíò³â òà ñòóäåíò³â “Àêòóàëüí³ ïèòàííÿ ô³çèêî-õ³ì³¿ ãåòåðîãåííèõ ñèñòåì” Ð³âíå, 1998; ²²-ìó Óêðà¿íñüêîìó åëåêòðîõ³ì³÷íîìó ç'¿çä³, Äí³ïðîïåòðîâñê, 1999; IV-é ̳æíàðîäí³é êîíôåðåíö³¿ “Ôóíäàìåíòàëüí³ ïðîáëåìè ïåðåòâîðåííÿ åíåð㳿 â ë³ò³ºâèõ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ ñèñòåìàõ”, Ìîñêâà, 1996; XIV-é âñåðîñ³éñüê³é íàðàä³ ç åëåêòðîõ³ì³¿ îðãàí³÷íèõ ñïîëóê “ÝÕÎÑ-'98”, Íîâî÷åðêàñüê, 1998; ̳æíàðîäíèõ êîíôåðåíö³ÿõ: “International Conference on Electronic Processes in Organic Materials” “ICEPOM - 2”, Kyiv, 1998 òà “ICEPOM - 3”, Kharkov, 2000, òà “International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals” (ICSM - 2000), Gastein, Austria, 2000; íàóêîâèõ êîíôåðåíö³ÿõ Ëüâ³âñüêîãî íàö³îíàëüíîãî óí³âåðñèòåòó (1997 - 2000) òà íà “Ëüâ³âñüêèõ õ³ì³÷íèõ ÷èòàííÿõ” 1997 òà 1999.

Ïóáë³êàö³¿. Çà ìàòåð³àëàìè äèñåðòàö³¿ äèñåðòàíòîì îïóáë³êîâàíî 16 ðîá³ò, â òîìó ÷èñë³ 7 ñòàòåé.

Ñòðóêòóðà ³ îáñÿã ðîáîòè. Äèñåðòàö³éíà ðîáîòà âèêëàäåíà íà 136 ñòîð³íêàõ ìàøèíîïèñó, âêëþ÷ຠ38 ðèñóíêè (57 - âðàõîâóþ÷è à, á, â, ã, ä), 18 òàáëèöü, ³ 2 ñõåìè; ñêëàäàºòüñÿ ç âñòóïó, ë³òåðàòóðíîãî îãëÿäó, ìåòîäè÷íî¿ ÷àñòèíè, 2-õ ðîçä³ë³â åêñïåðèìåíòàëüíî¿ ÷àñòèíè, âèñíîâê³â òà ñïèñêó âèêîðèñòàíèõ äæåðåë ³ç 144 íàéìåíóâàíü.

2. Îñíîâíèé çì³ñò ðîáîòè

Ó âñòóï³ îá´ðóíòîâàíî àêòóàëüí³ñòü òåìè, ïîêàçàíî çâ'ÿçîê äèñåðòàö³éíî¿ ðîáîòè ç íàóêîâèìè ïðîãðàìàìè, ïëàíàìè, òåìàìè, ñôîðìóëüîâàíî ìåòó äîñë³äæåííÿ, âèêëàäåíî íàóêîâó íîâèçíó òà ïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â, âêàçàíî íà àïðîáàö³þ îäåðæàíèõ ðåçóëüòàò³â, îïèñàíî îñîáèñòèé âíåñîê çäîáóâà÷à.

Ó ïåðøîìó ðîçä³ë³ ïîäàíî ë³òåðàòóðíèé îãëÿä, ó ÿêîìó ðîçãëÿíóòî îñîáëèâîñò³ ïðîöåñ³â ñèíòåçó, ñòðóêòóðè òà ïåðåíåñåííÿ çàðÿäó â åëåêòðîàêòèâíèõ ìàòåð³àëàõ íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê. Îñîáëèâó óâàãó ïðèä³ëåíî àíàë³çó ë³òåðàòóðíèõ äàíèõ ïî ñèíòåçó, ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòÿõ òà çàñòîñóâàíí³ åëåêòðîàêòèâíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó òà ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó; çðîáëåíî âèñíîâêè ç ë³òåðàòóðíîãî îãëÿäó òà ñôîðìóëüîâàíî ïîñòàíîâêó çàäà÷ äîñë³äæåííÿ.

Ó äðóãîìó ðîçä³ë³ ïðèâåäåíà õàðàêòåðèñòèêà îá'ºêò³â òà ìåòîäèêà ïðîâåäåííÿ åêñïåðèìåíòó. Íàâåäåíî ô³çèêî-õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³, ñïîñ³á îäåðæàííÿ òà î÷èñòêè âèêîðèñòàíèõ ðåàêòèâ³â. Îïèñàíà ìåòîäèêà ïðîâåäåííÿ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ äîñë³äæåíü òà ïîäàíî ñõåìè åêñïåðèìåíòàëüíèõ óñòàíîâîê. Ðîçãëÿíóòî åêñïåðèìåíòàëüí³ ìåòîäè äîñë³äæåííÿ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé îäåðæàíèõ ìàòåð³àë³â (ñïåêòðîñêîï³÷í³ âèì³ðþâàííÿ, ñòðóêòóðí³ äîñë³äæåííÿ, òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íèé àíàë³ç, âèçíà÷åííÿ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³, çàðÿä-ðîçðÿäíèõ õàðàêòåðèñòèê, òà ³í.)

Ó òðåòüîìó ðîçä³ë³ íàâåäåí³ ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ çàêîíîì³ðíîñòåé îäåðæàííÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåð³â íà îñíîâ³ áåíçîëó òà éîãî ïîõ³äíèõ â ñåðåäîâèùàõ ð³çíîãî òèïó - ðîç÷èíàõ ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè òà îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ çà íàÿâíîñò³ ôîíîâèõ åëåêòðîë³ò³â (ñîëåé ë³ò³þ òà òåòðàáóòèëàìîí³þ) ³ êàòàë³çàòîð³â.

Åëåêòðîõ³ì³÷í³ âèì³ðþâàííÿ, ïðîâåäåí³ â ðîç÷èíàõ àëê³ëçàì³ùåíèõ áåíçîëó - òîëóîë, åòèëáåíçîë, ôåí³ëàöåòèëåí (ÔÀ) - ïîêàçàëè, ùî çäàòí³ñòü àðåí³â äî ðåàêö³é åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îêèñíåííÿ àáî â³äíîâëåííÿ, à òàêîæ äî ïðîöåñ³â ïîë³ìåðèçàö³¿ çíà÷íîþ ì³ðîþ âèçíà÷àþòüñÿ òèïîì çàì³ñíèê³â, óìîâàìè åëåêòðîë³çó òà ïðèðîäîþ âèêîðèñòàíîãî ðîç÷èííèêà, çîêðåìà éîãî äîíîðíîþ ÷è àêöåïòîðíîþ çäàòí³ñòþ.  ñåðåäîâèù³ 0,5Ì òà 18Ì H2SO4 çàì³ùåí³ áåíçîëó ìîæóòü ï³ääàâàòèñÿ åëåêòðîõ³ì³÷íîìó îêèñíåííþ ç óòâîðåííÿì êàò³îí-ðàäèêàëüíèõ ÷àñòèíîê. Îñê³ëüêè íàÿâí³ñòü â ìîëåêóë³ áåíçîëó àëê³ëüíèõ çàì³ñíèê³â âåäå äî çá³ëüøåííÿ ?-åëåêòðîííî¿ ãóñòèíè ëîêàë³çîâàíî¿ ì³æ àòîìàìè âóãëåöþ àðîìàòè÷íîãî ê³ëüöÿ, ùî çíàõîäÿòüñÿ â ñòàí³ ã³áðèäèçàö³¿ sp2, çäàòí³ñòü äî åëåêòðîô³ëüíîãî çàì³ùåííÿ òàêèõ ñïîëóê çìåíøóºòüñÿ â ðÿäó: C6H6 < CH3C6H5 < C2H5C6H5.  ïðîöåñ³ òðèâàëîãî åëåêòðîë³çó àëê³ëçàì³ùåíèõ áåíçîëó óòâîðåííÿ ïîë³ìåðíèõ ïðîäóêò³â íà àíîä³ íå â³äáóâàºòüñÿ, î÷åâèäíî âíàñë³äîê äèìåðèçàö³¿ ðàäèêàë³â àáî ïåðåá³ãó ðåàêö³¿ ñóëüôóâàííÿ çàì³ùåíèõ áåíçîëó.

Âñòàíîâëåíî, ùî ïðîöåñ åëåêòðîîêèñíåííÿ áåíçîëó â ñåðåäîâèù³ 18 Ì Í2SO4, â³äáóâàºòüñÿ ïðè ïîòåíö³àëàõ Å=1,7 ÷ 1,8 ? (í.â.å.), ùî íàáàãàòî íèæ÷å ïîð³âíÿíî ç ïîòåíö³àëîì îêèñíåííÿ áåíçîëó â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ (Å ˜ 3,0 Â), ³ ï³äòâåðäæóº ôàêò çìåíøåííÿ ñòàá³ëüíîñò³ áåíçîëüíîãî ê³ëüöÿ âíàñë³äîê ïðîòîíóâàííÿ. Çìåíøåííÿ ôîíîâîãî ñòðóìó, ÿêå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïðè ïîëÿðèçàö³éíèõ âèì³ðþâàííÿõ ó 18 Ì òà 0,5Ì H2SO4, éìîâ³ðíî ïîâ'ÿçàíå ç ïðîöåñàìè àäñîðáö³¿ áåíçîëó íà ïîâåðõí³ åëåêòðîäó. Ïðè äîñÿãíåíí³ ïîòåíö³àë³â áëèçüêî 1,7Â, øâèäê³ñòü åëåêòðîîêèñíåííÿ àäñîðáîâàíîãî áåíçîëó ñòຠïîì³òíîþ, ïðî ùî ñâ³ä÷àòü ï³äâèùåí³ àíîäí³ ñòðóìè ïîð³âíÿíî ç ôîíîâèìè. Ïðîöåñ ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì íà ïîâåðõí³ åëåêòðîäó ïîë³ìåðíèõ îñàä³â ç äîñèòü âèñîêîþ ïðîâ³äí³ñòþ, ÿê³ íå ñòâîðþþòü áàð'ºðó äëÿ ïåðåíåñåííÿ çàðÿäó ÷åðåç ìåæó åëåêòðîä - ðîç÷èí.

Ìåòîäîì öèêë³÷íî¿ âîëüòàìïåðîìåò𳿠âñòàíîâëåíî, ùî ïðîöåñ åëåêòðîîêèñíåííÿ áåíçîëó íà ïëàòèí³ º íåîáîðîòíèì, ³ ïðè íåâåëèêèõ øâèäêîñòÿõ ðîçãîðòêè (n < 50 ìÂ/ñ) ñóïðîâîäæóºòüñÿ ïåðåíåñåííÿì îäíîãî åëåêòðîíà íà ìîëåêóëó. Çíàéäåíî, ùî íàÿâí³ñòü â ðåàêö³éíîìó ñåðåäîâèù³ ìàëèõ ê³ëüêîñòåé âîäè ñïðè÷èíÿº ïðèñêîðåííÿ ïðîöåñó òà çñóâ ïîòåíö³àëó îêèñíåííÿ â êàòîäíó îáëàñòü, òîä³ ÿê ïðè á³ëüøèõ êîíöåíòðàö³ÿõ íóêëåîô³ëó øâèäê³ñòü åëåêòðîîêèñíåííÿ ïàäຠ³ ïåðåâàæàþòü ðåàêö³¿, ÿê³ âåäóòü äî óòâîðåííÿ íåïîë³ìåðíèõ ïðîäóêò³â.

Îñê³ëüêè íèçüêà ðîç÷èíí³ñòü áåíçîëó â íåîðãàí³÷íèõ ñåðåäîâèùàõ íå äîçâîëÿº îäåðæóâàòè ð³âíîì³ðí³ øàðè ïîë³ïàðàôåí³ëåíó íà ñòàö³îíàðíèõ åëåêòðîäàõ, çàïðîïîíîâàíî ïðîâîäèòè ïîë³ìåðèçàö³þ áåíçîëó â ñîëþá³ë³çîâàíîìó ðîç÷èí³ àáî â åìóëüñ³¿ ïðè íàÿâíîñò³ ïîâåðõíåâî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí (ÏÀÐ). Ïðîâåäåííÿ åëåêòðîîêèñíåííÿ áåíçîëó â ñ³ð÷àí³é êèñëîò³ â ïðèñóòíîñò³ ÏÀÐ ³îíîãåííîãî òà íå³îíîãåííîãî òèï³â, çîêðåìà, àëê³ëáåíçîëñóëüôîíàòó íàòð³þ (ÀÁÑÍ) òà ñèíòàì³äó-5 (ÑÀ) âæå ïðè Å=1,3-1,9 Â, ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì ïîë³ìåðíîãî øàðó. Ïîëÿðèçàö³éí³ âèì³ðþâàííÿ òà öèêë³÷í³ âîëüòàìïåðîãðàìè, îäåðæàí³ â êîíöåíòðîâàíèõ ðîç÷èíàõ H2SO4 ïðè íàÿâíîñò³ ÀÁÑÍ ïîêàçàëè, ùî â îáëàñò³ ïîòåíö³àë³â îêèñíåííÿ áåíçîëó ÏÀÐ åëåêòðîõ³ì³÷íî íåàêòèâí³ ³ íå âïëèâàþòü íà åëåêòðîõ³ì³÷íèé õàðàêòåð ïðîöåñó. гñò àíîäíîãî ñòðóìó â ïðîöåñ³ ñèíòåçó â ïîòåíö³îñòàòè÷íîìó ðåæèì³ âêàçóº íà ôîðìóâàííÿ åëåêòðîàêòèâíîãî ïîë³ìåðíîãî øàðó òà éîãî äîïóâàííÿ â ïðîöåñ³ ñèíòåçó. Çíàéäåíî, ùî íàéá³ëüø ïðèäàòíîþ äëÿ îäåðæàííÿ ïîë³ïàðàôåí³ëåíîâèõ øàð³â íà Pt åëåêòðîä³ º îáëàñòü ïîòåíö³àë³â 1,6 - 1,8  òà êîíöåíòðàö³ÿ H2SO4 â ìåæàõ 17,5 - 18 Ì. Îäåðæàí³ ïë³âêè ÏÏÔ äîâîë³ ð³âíîì³ðí³, ³ çà äàíèìè ñêàíóþ÷î¿ åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîﳿ ìàþòü ãëîáóëÿðíó ñòðóêòóðó. Ïðåïàðàòèâíèé ñèíòåç ïë³âîê ÏÏÔ äîçâîëèâ âñòàíîâèòè, ùî âèõ³ä ïîë³ìåðó çì³íþºòüñÿ â ÷àñ³ çàëåæíî â³ä êîíöåíòðàö³¿ áåíçîëó, òèïó òà êîíöåíòðàö³¿ ÏÀÐ.

Ô³çèêî-õ³ì³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè ÏÏÔ-ïë³âîê, îäåðæàíèõ ïðè íàÿâíîñò³ ÏÀÐ.

Íàÿâí³ñòü ïîâåðõíåâî-àêòèâíî¿ ðå÷îâèíè ñïðèÿº óòâîðåííþ åëåêòðîàêòèâíèõ ïë³âîê ÏÏÔ ç ì³öíîþ àäãå糺þ äî åëåêòðîäà, ë³í³éíîþ ñòðóêòóðîþ ìàêðîìîëåêóëè òà äîâøèì ëàíöþãîì ñïðÿæåííÿ, ùî ï³äòâåðäæåíî ðåçóëüòàòàìè ²× ñïåêòðîñêîﳿ. Âèêîðèñòàííÿ H2SO4 îäíî÷àñíî â ðîë³ ïðîòîíóþ÷îãî àãåíòà òà äèñïåðñ³éíîãî ñåðåäîâùà îáóìîâëþº ìîæëèâ³ñòü ïåðåá³ãó ðåàêö³é ïîë³ïðèºäíàííÿ çà ìåõàí³çìîì åëåêòðîô³ëüíîãî çàì³ùåííÿ.

Çíàéäåíî, ùî çä³éñíåííÿ êàòîäíî¿ ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó â îðãàí³÷íîìó ñåðåäîâèù³ ìîæëèâå ëèøå çà íàÿâíîñò³ â ñèñòåì³ ôîíîâèõ åëåêòðîë³ò³â òà êàòàë³çàòîð³â ³ âèìàãຠòðèâàëîãî ÷àñó åëåêòðîë³çó, ïðîòå çàáåçïå÷óº øèðîêèé âèá³ð ìàòåð³àë³â ðîáî÷îãî åëåêòðîäó. Ïðè êàòîäí³é ðîçãîðòö³ ïîòåíö³àëó â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ (ÄÌÔÀ, ÀÍ) â ä³àïàçîí³ Å = -0,2…-3,0  (õ.ñ.å.) áåíçîë òà éîãî ãîìîëîãè (òîëóîë, åòèëáåíçîë) âèÿâëÿþòü íèçüêó åëåêòðîõ³ì³÷íó àêòèâí³ñòü. Çìåíøåííÿ áàð'ºðó ïåðåíîñó åëåêòðîíà â³äáóâàºòüñÿ ïðè ââåäåí³ êàòàë³çàòîð³â, íàïðèêëàä õëîðèäó àëþì³í³þ, â ïðèñóòíîñò³ ÿêîãî õâèëÿ êàòîäíîãî ñòðóìó ñïîñòåð³ãàºòüñÿ âæå ïðè Å = -1,8…-2,2 Â.

Ðåæèì åëåêòðîë³çó: Áåíçîë - 30 îá% (d=0,88ã/ñì3); ѳð÷àíà êèñëîòà - 70 îá% (d=1,83ã/ñì3); åëåêòðîä - Pt; ãóñòèíà ñòðóìó - 5ìÀ/ñì2; íàïðóãà íà âàíí³ - 3,8 ïîòåíö³àë ðîáî÷îãî åëåêòðîäó - 1,5Â; òðèâàë³ñòü - 5õâ.; òåìïåðàòóðà - 293Ê

Ïðîâåäåííÿ åëåêòðîë³çó ïðè ïîòåíö³àëàõ (ñòðóìàõ) â³äíîâëåííÿ ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì íà ïîâåðõí³ ìåòàë³÷íèõ òà ïðîçîðèõ îêñèäíèõ (SnO2, In2O3.SnO2) åëåêòðîä³â ïîë³ïàðàôåí³ëåíîâèõ ïë³âîê, ÿê³ õàðàêòåðèçóþòüñÿ ïîãëèíàííÿì ó âèäèì³é îáëàñò³ ñïåêòðó. Âñòàíîâëåíî, ùî êîíöåíòðàö³ÿ òà ïðèðîäà íàÿâíîãî â ðåàêö³éíîìó ñåðåäîâèù³ ôîíîâîãî åëåêòðîë³òó òà êàòàë³çàòîðà ñóòòºâî âïëèâàþòü íà ô³çèêî-õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ îäåðæàíèõ ïîë³ìåðíèõ øàð³â, çîêðåìà, ¿õ îïòè÷í³ õàðàêòåðèñòèêè.

Çíàéäåíî, ùî íà â³äì³íó â³ä àëê³ë-çàì³ùåíèõ áåíçîëó, ôåí³ëàöåòèëåí (ÔÀ) âèÿâëÿº çäàòí³ñòü äî ðåàêö³é åëåêòðîõ³ì³÷íîãî â³äíîâëåííÿ íà Pt, Cu, Ni, SnO2 - êàòîäàõ ïðè Å = - 1,9…-2,4  (õ.ñ.å.). Ïðè íàÿâíîñò³ â ðîç÷èí³ LiClO4 àáî LiBF4 åëåêòðîõ³ì³÷íå â³äíîâëåííÿ ÔÀ ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì íà ïîâåðõí³ åëåêòðîäó åëåêòðîàêòèâíîãî ïîë³ìåðíîãî øàðó. Ïðè äîñë³äæåíí³ âïëèâó óìîâ ðåàêö³¿ íà çàêîíîì³ðíîñò³ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îäåðæàííÿ òà ñòðóêòóðó òîíêèõ øàð³â ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó âñòàíîâëåíî, ùî íàéâèùà øâèäê³ñòü ïîë³ìåðèçàö³¿ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ íà ïîâåðõí³ Pt òà Cu êàòîä³â

Äàí³ ïðîâåäåíèõ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ äîñë³äæåíü òà åëåìåíòíîãî àíàë³çó ñâ³ä÷àòü ïðî òå, ùî â óìîâàõ åêñïåðèìåíòó ³í³ö³þâàííÿ ïîë³ìåðèçàö³¿ éìîâ³ðíî ³äå çà ðàõóíîê óòâîðåííÿ ³îííèõ ïàð ì³æ àí³îí-ðàäèêàëàìè ÔÀ òà êàò³îíàìè Li+, ùî ðîáèòü ìîæëèâèì ôîðìóâàííÿ íà ïîâåðõí³ êàòîä³â ïë³âîê ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó (ÏÔÀ), äîïîâàíèõ ë³ò³ºì.

Íà îñíîâ³ ïðîâåäåíèõ äîñë³äæåíü, ðîçðîáëåíî íîâèé ìåòîä åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ñèíòåçó ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó â òîíêîìó øàð³ íà ìåòàë³÷íèõ òà îêñèäíèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïîâåðõíÿõ (SnO2, In2O3.SnO2), ÿêèé äîçâîëÿº îòðèìóâàòè ôîòî÷óòëèâ³ åëåêòðîïðîâ³äí³ ïë³âêè ç êîíòðîëüîâàíîþ òîâùèíîþ òà ìîðôîëî㳺þ.

Ó ÷åòâåðòîìó ðîçä³ë³ âèêëàäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè òà ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé îäåðæàíèõ ïîë³ìåð³â, à òàêîæ ìîæëèâîñòåé ¿õ ïðàêòè÷íîãî âèêîðèñòàííÿ.

Âñòàíîâëåíî, ùî â ïðîöåñ³ ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó óòâîðþºòüñÿ ïîë³ôåí³ëåí ë³í³éíî¿ ñòðóêòóðè, â ÿêîìó ç'ºäíàííÿ åëåìåíòàðíèõ ëàíîê â³äáóâàºòüñÿ â ïàðà-ïîëîæåíí³.  ²× ñïåêòðàõ ÏÏÔ (çàïðåñîâàí³ òàáëåòêè ç KBr) âèÿâëåí³ ñìóãè ïîãëèíàííÿ ïðè 690; 756; 808; 1000 ñì-1 òà ³íòåíñèâíà ñìóãà ïðè 1470 ñì-1, ùî º îçíàêîþ âèñîêîãî ñòóïåíÿ ñïðÿæåííÿ â ñèñòåì³. Ïîãëèíàííÿ íèçüêî¿ ³íòåíñèâíîñò³ ïðè 1610 ñì-1 òà ïîëîæåííÿ ñìóãè ïðè 1570 ñì-1, âëàñòèâå 1,4-çàì³ùåíèì ôåí³ëåíàì, ïîðÿä ç â³äñóòí³ñòþ ïîãëèíàííÿ â îáëàñò³ 1, 2, 4- çàì³ùåíèõ áåíçîë³â (860 - 900 ñì-1) ï³äòâåðäæóþòü ìàëó éìîâ³ðí³ñòü ðîçãàëóæåííÿ ïîë³ìåðíîãî ëàíöþãà. Ïðè íàÿâíîñò³ ÏÀÐ â ²× ñïåêòðàõ ÏÏÔ ñïîñòåð³ãàþòüñÿ äîäàòêîâ³ ñìóãè ïðè 1700, 1396, 1218, 1190, 596 - 600 cì-1, ÿê³ â³äñóòí³ ó ñïåêòðàõ çðàçê³â ÏÏÔ, ñèíòåçîâàíèõ ³íøèìè ìåòîäàìè, ³ ÿê³ ìîæíà â³äíåñòè äî ôðàãìåíò³â ÏÀÐ. Âêëþ÷åí³ ó ïîë³ìåðíèé ëàíöþã ôðàãìåíòè ÀÁÑÍ, ùî ì³ñòÿòü ñóëüôîãðóïó, ä³þòü ÿê äîïóþ÷³ äîì³øêè, êîìïåíñóþ÷è òàêèì ÷èíîì çàðÿä, ÿêèé ñòâîðþºòüñÿ âíàñë³äîê àíîäíîãî îêèñíåííÿ.

Çã³äíî äàíèõ Õ-ïðîìåíåâîãî àíàë³çó äëÿ ïîë³ìåð³â áåíçîëó õàðàêòåðíà êâàç³âïîðÿäêîâàíà àìîðôíî - êðèñòàë³÷íà ñòðóêòóðà ³ç ñòóïåíåì êðèñòàë³÷íîñò³ äî 70 ± 2 %. Ïðîöåñ ëåãóâàííÿ ÏÏÔ íåîðãàí³÷íèìè êèñëîòàìè, éîäîì òà õëîðèäîì çàë³çà (III) ñóïðîâîäæóºòüñÿ çì³íîþ íàäìîëåêóëÿðíî¿ ñòðóêòóðè ïîë³ìåðó, ùî çíàõîäèòü âèðàç â çàãàëüíîìó çìåíøåíí³ ñòóïåíÿ êðèñòàë³÷íîñò³ òà ïåðåðîçïîä³ë³ ³íòåíñèâíîñòåé äèôðàêö³éíèõ ìàêñèìóì³â.

Çíàéäåíî, ùî ïðîâ³äí³ñòü ÏÏÔ çì³íþºòüñÿ â çàëåæíîñò³ â³ä ìåòîäó ñèíòåçó òà ð³âíÿ ëåãóâàííÿ â ìåæàõ ê³ëüêîõ äåñÿòêîâèõ ïîðÿäê³â. Íà â³äì³íó â³ä ³íøèõ ïîë³àðèëåí³â, ïðàêòè÷íå çíà÷åííÿ ìàþòü ïðîöåñè ÿê äîíîðíîãî, òàê ³ àêöåïòîðíîãî ëåãóâàííÿ ÏÏÔ. Âèÿâëåíî, ùî òåìïåðàòóðíà çàëåæí³ñòü ïèòîìî¿ ïðîâ³äíîñò³ ÏÏÔ õàðàêòåðèçóºòüñÿ íàÿâí³ñòþ äåê³ëüêîõ ä³ëÿíîê, (273-403, 413-503, 513-573, 573-700 òà âèùå 700 Ê), ïîâ'ÿçàíèõ, çã³äíî äàíèõ òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íîãî àíàë³çó, ç³ ñòðóêòóðíèìè ôàçîâèìè ïåðåõîäàìè â ïîë³ìåð³, ïðîöåñàìè òåðì³÷íîãî äîïóâàííÿ-äåäîïóâàííÿ. Ðîçðàõîâàí³ çíà÷åííÿ àêòèâàö³éíèõ ïàðàìåòð³â ïåðåíîñó çàðÿäó äëÿ äîñë³äæåíèõ çðàçê³â äàëè çìîãó âñòàíîâèòè, ùî ïðîâ³äí³ñòü ÏÏÔ ìຠòåðìîàêòèâàö³éíó ïðèðîäó, âëàñòèâó äëÿ á³ëüøîñò³ îðãàí³÷íèõ íàï³âïðîâ³äíèê³â.

Ïðîöåñè ëåãóâàííÿ ñïðèÿþòü ïîêðàùåííþ åëåêòðè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ÏÏÔ òà çìåíøåííþ åíåð㳿 àêòèâàö³¿ ïðîâ³äíîñò³ â³ä 0,95 äî 0,38 å âíàñë³äîê çì³í íàäìîëåêóëÿðíî¿ ñòðóêòóðè. Âîäíî÷àñ ïðè ïðîâåäåíí³ ðåíòãåí³âñüêèõ òà ñïåêòðîñêîï³÷íèõ äîñë³äæåíü ï³ðîë³çîâàíèõ çðàçê³â ÏÏÔ (ÿê ìîæëèâèõ ³îííèõ ìàòðèöü ë³ò³ºâèõ ÕÄÑ) çíàéäåíî, ùî õàðàêòåð ñòðóêòóðíèõ çì³í ïîë³ïàðàôåí³ëåíó ñóòòºâî çàëåæèòü â³ä óìîâ òåðì³÷íî¿ îáðîáêè ïîë³ìåðó.

Äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðè ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíîâèõ ïë³âîê ìåòîäîì ñêàíóþ÷î¿ åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîﳿ ïîêàçàëî, ùî â çàëåæíîñò³ â³ä óìîâ ñèíòåçó òà ìàòåð³àëó åëåêòðîäà ìîæóòü óòâîðþâàòèñü ïë³âêè ãëîáóëÿðíî¿ (Cu, Pt) ÷è ô³áðèëüíî¿ (SnÎ2) ñòðóêòóðè. Çã³äíî ²×- òà åëåêòðîííî¿ ñïåêòðîñêîﳿ îäåðæàíèõ ïë³âîê ïðèºäíàííÿ åëåìåíòàðíèõ ëàíîê â îäåðæàíîìó ïîë³ìåð³ â³äáóâàºòüñÿ ïåðåâàæíî ÷åðåç ðîçêðèòòÿ ïîòð³éíîãî çâ'ÿçêó àëê³íîâîãî çàì³ñíèêà ç óòâîðåííÿì ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó òðàíñ-ôîðìè (ñìóãè 1674-1660; 1646-1638 ñì-1). Âîäíî÷àñ â ñòðóêòóð³ ÏÔÀ íàÿâí³ ôðàãìåíòè, ó ÿêèõ ñïîëó÷åííÿ åëåìåíòàðíèõ ëàíîê â³äáóâàºòüñÿ çà ó÷àñòþ ôåí³ëüíèõ ðàäèêàë³â. Óòâîðåíà ïðè öüîìó ñïðÿæåíà ñèñòåìà ?-åëåêòðîííèõ çâ'ÿçê³â â ïðîöåñ³ äîíîðíîãî äîïóâàííÿ ÏÔÀ øàðó îáóìîâëþº ìîæëèâ³ñòü ³ñíóâàííÿ â ïîë³ìåð³ íîñ³¿â çàðÿäó ïîëÿðîííîãî òèïó, ùî â³äïîâ³äຠïîÿâ³ â åëåêòðîííèõ ñïåêòðàõ ñìóã ïîãëèíàííÿ ó âèäèì³é ÷àñòèí³ ñïåêòðà.

Âèâ÷åííÿ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïîâåä³íêè òîíêèõ øàð³â ÏÔÀ ïîêàçàëî ¿õ çäàòí³ñòü äî ïðîöåñ³â íåîáîðòíîãî îêèñíåííÿ òà â³äíîâëåííÿ. Çíà÷íå íàãðîìàäæåííÿ çàðÿäó ïðè ïîñë³äîâíèõ öèêëàõ ðîçãîðòêè ïîðÿä ç â³äîìèìè ôîòîïðîâ³äíèêîâèìè âëàñòèâîñòÿìè öüîãî ïîë³ìåðó äîçâîëÿº ïðèïóñòèòè ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ ñèíòåçîâàíèõ ïë³âîê ÏÔÀ ó ôîòîåëåêòðîõ³ì³÷íèõ ïðèñòðîÿõ.

Ç ìåòîþ âñòàíîâëåííÿ çâ'ÿçêó ì³æ ñòðóêòóðîþ ïîë³ìåðíèõ ìàòðèöü òà ¿õ çäàòí³ñòþ äî ³íòåðêàëÿö³¿ ë³ò³ºâèõ ³îí³â äîñë³äæóâàëèñü çðàçêè ÏÏÔ, îäåðæàí³ õ³ì³÷íîþ òà åëåêòðîõ³ì³÷íîþ ïîë³ìåðèçàö³ºþ áåíçîëó, òåðì³÷íà îáðîáêà ÿêèõ áóëà ïðîâåäåíà ó âàêóóì³ ïðè òåìïåðàòóðàõ, ùî â³äïîâ³äàëè åêñòðåìóìàì íà êðèâ³é ÄÒÀ (Ò = 413, 793 òà 1003 Ê). Äëÿ ÏÏÔ, òåðìîîáðîáëåíîãî ïðè Ò=413 Ê íà ïîðîøêîâèõ ðåíòãåíîãðàìàõ ñïîñòåð³ãàþòüñÿ 4 äèôðàêö³éí³ ìàêñèìóìè (2? =16,5; 19; 32,5 òà 40î).  ðåçóëüòàò³ ï³ðîë³çó ïîë³ìåðó ïðè 793 Ê ñòâîðþºòüñÿ êâàç³êðèñòàë³÷íà ñòðóêòóðà ÏÏÔ ç âèñîêèì ð³âíåì óïîðÿäêîâàíîñò³, äëÿ ÿêî¿ âëàñòèâà òåòðàãîíàëüíà êîíô³ãóðàö³ÿ ç ïàðàìåòðàìè åëåìåíòàðíî¿ êîì³ðêè a = b = 15,31 Å; c =7,15 Å. Ïðè òåìïåðàòóðàõ ï³ðîë³çó 1003 Ê ³ âèùå â³äáóâàºòüñÿ àìîðô³çàö³ÿ ñòðóêòóðè ïîë³ìåðó. Êóòîâå ïîëîæåííÿ äèôðàêö³éíèõ ìàêñèìóì³â çì³ùóºòüñÿ â³äíîñíî âèõ³äíîãî, íåï³ðîë³çîâàíîãî çðàçêà â îáëàñòü á³ëüøèõ êóò³â, ÿê³ õàðàêòåðí³ äëÿ ïëîùèí (002) òà (100) ãðàô³òó. Ðàçîì ³ç äàíèìè ²× ñïåêòðîñêîﳿ öå äຠçìîãó ïðèïóñòèòè ôîðìóâàííÿ âóãëåöåâîãî ïîë³ìåðó ç³ ñòðóêòóðîþ ñòóïåíåâîãî òèïó.

Çíàéäåíî, ùî àìîðô³çîâàí³ ìàòðèö³ ÏÏÔ âèÿâëÿþòü á³ëüø âèñîêó çäàòí³ñòü äî ïðîöåñ³â êàòîäíîãî äîïóâàííÿ, çîêðåìà ³íñåðö³¿ ë³ò³ºâèõ ³îí³â, ïîð³âíÿíî ³ç "êâàç³êðèñòàë³÷íèìè" çðàçêàìè. Âîäíî÷àñ çäàòí³ñòü ïîë³ìåðíèõ øàð³â äî ïåðåòâîðåííÿ òà íàãðîìàäæåííÿ çàðÿäó çíà÷íîþ ì³ðîþ çàëåæèòü â³ä ìîæëèâîñò³ ¿õ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îêèñíåííÿ-â³äíîâëåííÿ â ñåðåäîâèùàõ ð³çíîãî òèïó. Ç ìåòîþ âèâ÷åííÿ âïëèâó ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ðîç÷èííèê³â íà ïðîöåñè àíîäíîãî òà êàòîäíîãî äîïóâàííÿ äîñë³äæåíî åëåêòðîõ³ì³÷íó ïîâåä³íêó ïë³âîê ñèíòåçîâàíèõ ïîë³ìåð³â, çîêðåìà ÏÏÔ, â íåîðãàí³÷íèõ ïðîòîííèõ (H2SO4 òà ¿¿ âîäí³ ðîç÷èíè) òà îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ ç ð³çíîþ àêöåïòîðíîþ òà äîíîðíîþ çäàòí³ñòþ (àöåòîí³òðèë /ÀÍ/, ïðîï³ëåíêàðáîíàò /ÏÊ/, g-áóò³ðîëàêòîí /ÁË/, ÄÌÔÀ, ÄÌÑÎ) íà ôîí³ LiClO4.

Âñòàíîâëåíî, ùî â ñåðåäîâèù³ êîíöåíòðîâàíî¿ H2SO4 îêèñíî-â³äíîâí³ ïðîöåñè â ïë³âêàõ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó (ÏÏÔ) â³äáóâàþòüñÿ ç âèñîêîþ îáîðîòí³ñòþ. Ñòðóìè àíîäíîãî ³ êàòîäíîãî ìàêñèìóì³â ë³í³éíî çðîñòàþòü ç í1/2 (äå ? - øâèäê³ñòü ðîçãîðòêè ïîòåíö³àëó) -, ùî äຠçìîãó çàñòîñóâàòè äëÿ âèçíà÷åííÿ ïàðàìåòð³â ïåðåíîñó çàðÿäó ð³âíÿííÿ:

(1)

äå: n - ÷èñëî åëåêòðîí³â; S - ïëîùà åëåêòðîäó, ñì2; í - øâèäê³ñòü ðîçãîðòêè ïîòåíö³àëó, Â/ñ; C0 - êîíöåíòðàö³ÿ àêòèâíèõ öåíòð³â â ïë³âö³, ìîëü/ñì3;

Dt - ôîðìàëüíèé êîåô³ö³åíò äèôó糿, ñì2/ñ.

Åôåêòèâí³ çíà÷åííÿ êîåô³ö³ºíò³â äèôó糿 àíîäíîãî òà êàòîäíîãî ïðîöåñ³â â êîíöåíòðîâàí³é êèñëîò³ (Da ” Dk=(6,9±0,2).10-11 ñì2/ñ) ìàéæå îäíàêîâ³. Îäíàê ç³ çá³ëüøåííÿì íóêëåîô³ëüíîñò³ ñåðåäîâèùà îáîðîòí³ñòü ïðîöåñó ³ â³äïîâ³äíî øâèäê³ñòü ïåðåíîñó çàðÿäó çìåíøóºòüñÿ, ìîæëèâî âíàñë³äîê âçàºìî䳿 åëåêòðîîêèñíåíîãî ÏÏÔ ç íóêëåîô³ëàìè. Òîìó, äëÿ óñï³øíîãî çä³éñíåííÿ ïðîöåñ³â åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îêèñíåííÿ ÏÏÔ íåîáõ³äíî ï³äòðèìóâàòè êîíöåíòðàö³þ H2SO4 â ìåæàõ 17,5-18Ì.

Ïîð³âíÿííÿì öèêë³÷íèõ âîëüòàìïåðîãðàì, îäåðæàíèõ â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ, âñòàíîâëåíî, ùî åëåêòðîàêòèâí³ñòü ïë³âîê ÏÏÔ çìåíøóþòüñÿ ç³ çðîñòàííÿì äîíîðíîãî ÷èñëà (Ä×) ðîç÷èííèêà. Íàéá³ëüø ïðèäàòíèìè âèÿâèëèñü ðîç÷èííèêè ç Ä× ? 15,1 ïðîï³ëåíêàðáîíàò (ÏÊ) òà àöåòîí³òðèë (ÀÍ), ÿê³ øèðîêî âèêîðèñòîâóþòüñÿ â ë³ò³ºâèõ ÕÄÑ. Îêèñíî-â³äíîâí³ ïðîöåñè â ïë³âêàõ ÏÏÔ õàðàêòåðèçóþòüñÿ âèñîêîþ îáîðîòí³ñòþ, ìàêñèìàëüí³ ñòðóìè äîïóâàííÿ çðîñòàþòü ïðîïîðö³éíî ç í1/2).

Âèçíà÷åí³ åëåêòðîõ³ì³÷í³ ïàðàìåòðè ðåäîêñ-ïðîöåñ³â, ùî â³äáóâàþòüñÿ â ïë³âêàõ ÏÏÔ â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ, äîçâîëÿþòü ïðèïóñòèòè ìîæëèâèé ìåõàí³çì àíîäíîãî (2) òà êàòîäíîãî (3) äîïóâàííÿ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó:

Îäåðæàí³ ðåçóëüòàòè ïî äîñë³äæåííþ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïîâåä³íêè ïîë³ïàðàôåí³ëåíó â îðãàí³÷íèõ òà íåîðãàí³÷íèõ ñåðåäîâèùàõ ï³äòâåðäæóþòü ïåðñïåêòèâí³ñòü éîãî âèêîðèñòàííÿ äëÿ ñòâîðåííÿ ïåðåòâîðþâà÷³â åíåð㳿 ç ïîë³ìåðíèìè åëåêòðîäàìè.

Çàãàëüí³ âèñíîâêè

1. Âèâ÷åíî ô³çèêî-õ³ì³÷í³ îñîáëèâîñò³ ïðîöåñó îäåðæàííÿ, ñòðóêòóðó ³ âëàñòèâîñò³ åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â, ùî ôîðìóþòüñÿ â óìîâàõ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó òà éîãî ïîõ³äíèõ, â íåîðãàí³÷íèõ òà îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ ð³çíîãî òèïó.

2. Íà îñíîâ³ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ òà ñòðóêòóðíèõ äîñë³äæåíü ïîêàçàíî, ùî åëåêòðîõ³ì³÷íå ³í³ö³þâàííÿ ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó â³äáóâàºòüñÿ ÷åðåç ïðÿìå îêèñíåííÿ ïðîòîíîâàíèõ ìîëåêóë àðåíó ³ âêëþ÷ຠñòàä³þ àäñîðáö³¿ ìîíîìåðó íà ïîâåðõí³ åëåêòðîäó. Ïåðåá³ã ðåàêö³¿ ïîë³ìåðèçàö³¿ çà ìåõàí³çìîì åëåêòðîô³ëüíîãî çàì³ùåííÿ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â ñåðåäîâèùàõ ç íèçüêîþ íóêëåîô³ëüí³ñòþ.

3. Âñòàíîâëåíî ìîæëèâ³ñòü åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îäåðæàííÿ ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó â òîíêîìó øàð³ øëÿõîì êàòîäíî¿ ïîë³ìåðèçàö³¿ ôåí³ëàöåòèëåíó íà ïîâåðõí³ îïòè÷íî - ïðîçîðèõ (SnO2, SnO2·In2O3) òà ìåòàëåâèõ (Pt, Cu) êàòîä³â. Çà äîïîìîãîþ ²× òà åëåêòðîííî¿ ñïåêòðîñêîﳿ ïîêàçàíî, ùî â ìîëåêóëÿðí³é ñòðóêòóð³ ñèíòåçîâàíîãî ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó ïîðÿä ç ôðàãìåíòàìè ïðèºäíàííÿ ïî ïî볺íîâîìó ëàíöþãó, íàÿâí³ ôðàãìåíòè ïàðà-çàì³ùåííÿ áåíçîëüíîãî ê³ëüöÿ, ùî çóìîâëþº ìîæëèâ³ñòü óòâîðåííÿ íîñ³¿â çàðÿäó ïîëÿðîííîãî òèïó.

4. Âïåðøå çàïðîïîíîâàíî ìåòîäè åëåêòðîõ³ì³÷íîãî îäåðæàííÿ åëåêòðîàêòèâíèõ øàð³â ïîë³ïàðàôåí³ëåíó íà ñòàö³îíàðíèõ åëåêòðîäàõ øëÿõîì ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó â åìóëüñ³¿. Ïîêàçàíî, ùî ï³äâèùåíà àäãåç³ÿ òà ïðîâ³äí³ñòü ñèíòåçîâàíèõ ïîë³ïàðàôåí³ëåíîâèõ ïë³âîê çóìîâëåí³ ëåãóþ÷îþ 䳺þ ïîâåðõíåâî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí, âèêîðèñòàíèõ â ïðîöåñ³ ñèíòåçó. Âñòàíîâëåíî âïëèâ óìîâ åëåêòðîñèíòåçó íà ñòðóêòóðó òà ìîðôîëîã³þ åëåêòðîïðîâ³äíèõ øàð³â ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó.

5. Ïîêàçàíî, ùî åëåêòðîïðîâ³äí³ñòü ïîë³ïàðàôåí³ëåíó ìຠòåðìîàêòèâàö³éíó ïðèðîäó. Ïðè ëåãóâàíí³ ïîë³ìåðó íåîðãàí³÷íèìè äîïàíòàìè (I2 òà FeCl3 ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çìåíøåííÿ åíåð㳿 àêòèâàö³¿ ïðîâ³äíîñò³ å â³ä 0,95 å äî 0,53 å (I2) ³ 0,38 å (FeCl3).

6. Ìåòîäîì Õ-ïðîìåíåâî¿ äèôðàêö³¿ ïîêàçàíî, ùî ïîë³ïàðàôåí³ëåí, îäåðæàíèé øëÿõîì ïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó, º ìàòåð³àëîì ç âèñîêèì ñòóïåíåì êðèñòàë³÷íîñò³. Òåìïåðàòóðíà îáðîáêà ÏÏÔ ïðè Ò<Òðîçêë., (Òðîçêë = 793 - 813 Ê), ïðèçâîäèòü äî óòâîðåííÿ êâàç³êðèñòàë³÷íî¿ ñòðóêòóðè ç òåòðàãîíàëüíîþ êîíô³ãóðàö³ºþ åëåìåíòàðíî¿ êîì³ðêè (à=b=15,31Å, c=7,15Å), ?îä³ ÿê ïðè Ò>Òðîçêë. ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çíà÷íà ¿¿ àìîðô³çàö³ÿ ³ íàáëèæåííÿ äî ñòðóêòóðè íåâïîðÿäêîâàíîãî ãðàô³òó.

7. Ïðè äîñë³äæåíí³ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé ïîë³ïàðàôåí³ëåíó â ñåðåäîâèù³ ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè âñòàíîâëåíî, ùî âèñîêà îáîðîòí³ñòü ïðîöåñ³â îêèñíåííÿ-â³äíîâëåííÿ (Årev= 0,510Â, DÅ = 30 ìÂ, Ia/Iê ~ 1, â îáëàñò³ ïîòåíö³àë³â 0,2-1,2  (õ.ñ.å.), â ³íòåðâàë³ n=5÷100 ìÂ/ñ) ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â êîíöåíòðîâàíèõ (18 - 17,5Ì) ðîç÷èíàõ. Âèçíà÷åí³ êîåô³ö³ºíòè äèôó糿 Dà ˜ Dê = (6,9 ± 0,2)·10-11 ñì2/ñ.

8. Âèâ÷åíî åëåêòðîõ³ì³÷íó ïîâåä³íêó ïîë³ïàðàôåí³ëåíó â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ ç ð³çíîþ àêöåïòîðíîþ òà äîíîðíîþ çäàòí³ñòþ (ÀÍ, ÏÊ, ÁË, ÄÌÔÀ, ÄÌÑÎ) ïðè íàÿâíîñò³ 0,5Ì LiClO4. Íà îñíîâ³ ðîçðàõîâàíèõ ïàðàìåòð³â ïåðåíåñåííÿ çàðÿäó âñòàíîâëåíî, ùî âèñîêà åëåêòðîõ³ì³÷íà àêòèâí³ñòü ÏÏÔ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèêàõ ç äîíîðíèì ÷èñëîì Ä×?15 (ÏÊ, ÀÍ). Íà îñíîâ³ îäåðæàíèõ äàíèõ çàïðîïîíîâàíî âèêîðèñòàííÿ òîíêèõ øàð³â ïîë³ïàðàôåí³ëåíó ÿê åëåêòðîäíèõ ìàòåð³àë³â â ë³ò³ºâèõ òà êèñëîòíèõ äæåðåëàõ æèâëåííÿ.

Îñíîâíèé çì³ñò äèñåðòàö³¿ îïóáë³êîâàíî â ðîáîòàõ

1. Aêñ³ìåíòüºâà Î.²., Áîäíàðþê Í.². Îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ òîíêèõ ïë³âîê ïîë³ïàðàôåí³ëåíó // ³ñíèê Ëüâ³âñüêîãî Óí³âåðñèòåòó. Ñåð³ÿ õ³ì³÷íà. Âèï. 37. -Ëüâ³â: ËÄÓ. -1997. -ñ. 31-32.

2. Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í.²., Àêñ³ìåíòüºâà Î.². Ñèíòåç òà ô³çèêî-õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó // ³ñíèê Äåðæàâíîãî Óí³âåðñèòåòó “Ëüâ³âñüêà Ïîë³òåõí³êà”. -Ëüâ³â. 1997. -¹ 332. -C. 175-179.

3. Bodnaryuk-Lupshak N., Aksimentyeva O.I., Structure and Temperature Dependence of PPP - Conductivity at Low Doping Levels // Functional Materials. -1998. -Vol.5, -¹3. -P. 413-416.

4. Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í., Àêñ³ìåíòüºâà Î.². Aíîäíèé ñèíòåç ïîë³ïàðàôåí³ëåíó // Âîïðîñû õèìèè è õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè. -1999. -¹ 1. -Ñ. 50-52.

5. Àêñ³ìåíòüºâà Î.²., Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í., Áàëóê Â.²., Ëóïøàê Ï. Âïëèâ óìîâ òåðì³÷íî¿ îáðîáêè íà ñòðóêòóðó ìàòðèöü ïîë³ïàðàôåí³ëåíó òà ¿õ çäàòí³ñòü äî ³íòåðêàëÿö³¿ ë³ò³þ // Âîïðîñû õèìèè è õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè. -2000: -¹ 1. -Ñ. 11-13.

6. Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í., Àêñ³ìåíòüºâà Î.². Åëåêòðîõ³ì³÷íà ïîâåä³íêà áåíçîëó òà ïîë³ôåí³ëåíó â ñåðåäîâèù³ ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè // ³ñíèê Ëüâ³âñüêîãî Óí³âåðñèòåòó.Ñåð³ÿ õ³ì³÷íà. Âèï. 39. -Ëüâ³â: ËÍÓ. -2000. -C. 291-296.

7. Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í.-Î.², Àêñ³ìåíòüºâà Î.²., Åëåêòðîõ³ì³÷íà ïîë³ìåðèçàö³ÿ áåíçîëó â ïðèñóòíîñò³ ïîâåðõíåâî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí // Ô³çèêà êîíäåíñîâàíèõ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñèñòåì. -Âèï. 4. -гâíå. -1998. -C. 73-74.

8. Àêñ³ìåíòüºâà Î.²., Êîâàëü÷óê ª.Ï. Áîäíàðþê Í.². Åëåêòðîô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó // Òåçè äîïîâ³äåé V²²² Óêðà¿íñüêî¿ Êîíôåðåíö³¿ ç ÂÌÑ. -Êè¿â, 1996. -ñ. 274.

9. Àêñèìåíòüåâà Å.È., Êîâàëü÷óê Ý.Ï., Ïëþñíèíà Ò.À., ×åðíèëåâñêàÿ Ã.Ñ., Áîäíàðþê Í.È Ýëåêòðîàêòèâíûå îðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû ïîëîæèòåëüíûõ ýëåêòðîäîâ ëèòèåâûõ ÕÈÒ // Òåçèñû äîêëàäîâ IV Ìåæäóíàðîäíîé Êîíôåðåíöèè “Ôóíäàìåíòàëüíûå ïðîáëåìû ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè â ëèòèåâûõ ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ ñèñòåìàõ”: -×.². -Ìîñêâà. -1996. -Ñ. 68-69.

10. Bodnaryuk-Lupshak N., Aksimentyeva O.I. Structure and Temperature Dependence of PPP - Conductivity at Low Doping Levels // “Åurophysics Conference on Electronic Processes in Organic Materials”: Eur. Conf. Abstr. -Vol.22B. -Kyiv. -1998. -Ð. 75.

11. Àêñèìåíòüåâà Å.È., Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í.È., Âàøóíèíà Ò.Þ. Îñîáåííîñòè ýëåêòðîõèèì÷åñêîãî ñèíòåçà ïîëèïàðàôåíèëåíà â îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ ñðåäàõ // Òåçèñû äîêëàäîâ XIV Ñîâåùàíèÿ ïî ýëåêòðîõèìèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé “Íîâîñòè ýëåêòðîõèìèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé”. -Íîâî÷åðêàñê. -1998. -Ñ. 79.

12. Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í., Àêñ³ìåíòüºâà Î. Âïëèâ ïðèðîäè ðîç÷èííèêà íà òðàíñïîðò çàðÿäó â ïë³âêàõ ïîë³ïàðàôåí³ëåíó // Íàóêîâ³ ïðàö³ Ñüîìî¿ íàóêîâî¿ êîíôåðåíö³¿ “Ëüâ³âñüê³ õ³ì³÷í³ ÷èòàííÿ -1999”.-Ëüâ³â. -1999. -Ñ. 155.

13. Àêñ³ìåíòüºâà Î., Áîäíàðþê-Ëóïøàê Í., Äüÿêîíîâ Â., Âîâê Î. Ïîë³ìåðè òà ïîë³ìåðí³ êîìïîçèòè ç åëåêòðîííîþ ïðîâ³äí³ñòþ // Íàóêîâ³ ïðàö³ Ñüîìî¿ íàóêîâî¿ êîíôåðåíö³¿ “Ëüâ³âñüê³ õ³ì³÷í³ ÷èòàííÿ -1999”. -Ëüâ³â. -1999. -Ñ. 156.

14. Aksimentyeva O.I., Bodnaryuk-Lupshak N., Baluk V.I., Lupshak P. Effect of the thermal treatment on the lithium intercalation to polyparaphenylene//3-th International Conference on Electronic Processes in Organic Materials: ICEPOM-3 Conf. Abstr. -Kharkiv. -2000. -P.94-95.

15. Lupshak N., Aksimentyeva O. “Electrochemical Synthesis and Behavior of Polyparaphenylene Films Prepared in Presence of Surfactant” // International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals “ICSM 2000” Book of Abstr. -Gastein (Austria). -2000. -P.6.

16. Aksimentyeva O., Lupshak N. “Effect of electrosynthesis conditions on the structure of polyphenylacetylene layers on the solid surface” // International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals “ICSM 2000” Book of Abstr. -Gastein (Austria). -2000. -P.13.

Àíîòàö³ÿ

Ëóïøàê Í.-Î. Ô³çèêî-õ³ì³ÿ åëåêòðîàêòèâíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê. -Ðóêîïèñ.

Äèñåðòàö³ÿ íà çäîáóòòÿ íàóêîâîãî ñòóïåíÿ êàíäèäàòà õ³ì³÷íèõ íàóê çà ñïåö³àëüí³ñòþ 02.00.04. - ô³çè÷íà õ³ì³ÿ. -Ëüâ³âñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà. Ëüâ³â, 2000.

Äèñåðòàö³þ ïðèñâÿ÷åíî äîñë³äæåííþ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ çàêîíîì³ðíîñòåé åëåêòðîñèíòåçó, ñòðóêòóðè, åëåêòðîõ³ì³÷íèõ òà åëåêòðîô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé åëåêòðîàêòèâíèõ ïîë³ìåðíèõ ìàòåð³àë³â íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê, çîêðåìà ïîë³ïàðàôåí³ëåíó (ÏÏÔ) òà ïîë³ôåí³ëàöåòèëåíó (ÏÔÀ).

 ðîáîò³ âèâ÷åíî ìåõàí³çì ³í³ö³þâàííÿ òà îñîáëèâîñò³ ïðîöåñ³â åëåêòðîïîë³ìåðèçàö³¿ áåíçîëó òà ôåí³ëàöåòèëåíó â òîíêîìó øàð³, âèçíà÷åíî âïëèâ óìîâ ïðîâåäåííÿ ðåàêö³é åëåêòðîñèíòåçó íà ñòðóêòóðó, ïðîâ³äí³ñòü òà îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ îäåðæàíèõ ïîë³ìåðíèõ ïë³âîê. Íà îñíîâ³ ²×-, åëåêòðîííî¿ ñïåêòðîñêîﳿ, Õ-ïðîìåíåâîãî, òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íîãî àíàë³ç³â, ïîêàçàíî, ùî ïðîâ³äí³ñòü ÏÏÔ ìຠòåðìîàêòèâàö³éíó ïðèðîäó ³ çì³íþºòüñÿ â çàëåæíîñò³ â³ä ñòóïåíÿ ëåãóâàííÿ òà íàÿâíèõ ñòðóêòóðíèõ òà ôàçîâèõ ïåðåõîä³â â ïîë³ìåð³ çã³äíî çàêîíó. Çà äîïîìîãîþ åëåêòðîõ³ì³÷íèõ äîñë³äæåíü ïë³âîê ÏÏÔ ïîêàçàíî, ùî íà çàêîíîì³ðíîñò³ ïåðåíîñó çàðÿäó âïëèâàþòü ÿê ñòðóêòóðí³ ïàðàìåòðè ïîë³ìåðó, òàê ³ íóêëåîô³ëüí³ñòü ñåðåäîâèùà òà äîíîðíî-àêöåïòîðíà çäàòí³ñòü ðîç÷èííèêà. Íà îñíîâ³ îòðèìàíèõ ðåçóëüòàò³â ðîçðîáëåíî íîâ³ ìåòîäè îäåðæàííÿ ôóíêö³îíàëüíèõ ñòðóìîïðîâ³äíèõ ïë³âîê íà îñíîâ³ ïîë³àðîìàòè÷íèõ ñïîëóê ç ìîæëèâ³ñòþ ¿õ âèêîðèñòàííÿ ÿê åëåêòðîäíèõ ìàòåð³àë³â ó õ³ì³÷íèõ äæåðåëàõ ñòðóìó íîâîãî ïîêîë³ííÿ.

Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ô³çèêî-õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³, åëåêòðîàêòèâí³ ìàòåð³àëè, ïîë³àðîìàòè÷í³ ñïîëóêè, ïîë³ïàðàôåí³ëåí, ÏÀÐ, ïîë³ôåí³ëàöåòèëåí, ñòðóìîïðîâ³äí³ ïë³âêè, ëåãóâàííÿ, òåðìîñòàá³ëüí³ñòü, åëåêòðîõ³ì³÷íà àêòèâí³ñòü, åëåêòðîäí³ ìàòåð³àëè, õ³ì³÷í³ äæåðåëà ñòðóìó.

Àííîòàöèÿ

Ëóïøàê Í.-Î. Ôèçèêîõèìèÿ ýëåêòðîàêòèâíûõ ìàòåðèàëëîâ íà îñíîâå ïîëèàðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. -Ðóêîïèñü.

Äèññåðòàöèÿ íà ñîèñêàíèå ó÷¸íîé ñòåïåíè êàíäèäàòà õèìè÷åñêèõ íàóê ïî ñïåöèàëüíîñòè 02.00.04 - ôèçè÷åñêàÿ õèìèÿ. - Ëüâîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè Èâàí Ôðàíêî. Ëüâîâ, 2000.

Äèññåðòàöèÿ ïîñâÿùåíà èññëåäîâàíèþ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé ýëåêòðîñèíòåçà, ñòðóêòóðû, ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ òà ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ýëåêòðîàêòèâíûõ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëëîâ íà îñíîâå ïîëèàðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, â ÷àñòíîñòè ïîëèïàðàôåíèëåíà (ÏÏÔ) è ïîëèôåíèëàöåòèëåíà (ÏÔÀ).

 ðàáîòå èçó÷åí ìåõàíèçì èíèöèèðîâàíèÿ è îñîáåííîñòè ïðîöåññîâ ýëåêòðîïîëèìåðèçàöèè áåíçîëà è ôåíèëàöåòèëåíà â òîíêîì ñëîå, óñòàíîâëåíî âëèÿíèå óñëîâèé ïðîâåäåíèÿ ðåàêöèè íà ñòðóêòóðó, ïðîâîäèìîñòü è îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîëèìåðíûõ ïëåíîê.

Íà îñíîâàíèè ýëåêòðîííîé ñïåêòðîñêîïèè, ðåíòãåíîâñêîãî è òåðìîãðàâèìåòðè÷åñêîãî àíàëèçîâ ïîêàçàíî, ÷òî ïðîâîäèìîñòü ÏÏÔ èìååò òåðìîàêòèâàöèîííóþ ïðèðîäó è ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò óðîâíÿ ëåãèðîâàíèÿ è ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ â ñèñòåìå, ñîãëàñíî çàêîíó. Ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïëåíîê ÏÏÔ óñòàíîâëåíî, ÷òî íà çàêîíîìåðíîñòè ïåðåíîñà çàðÿäà âëèÿþò êàê ñòðóêòóðíûå ïàðàìåòðû ïîëèìåðà, òàê è íóêëåîôèëüíîñòü ñðåäû è äîíîðíî-àêöåïòîðíàÿ ñïîñîáíîñòü ðàññòâîðèòåëÿ. Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ðàçðàáîòàíî íîâûå ìåòîäû ïîëó÷åíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ òîêîïðîâîäÿùèõ ïë¸íîê íà îñíîâå ïîëèàðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé - ñïîñîáû ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî ñèíòåçà ïîëèïàðàôåíèëåíà è ïîëèôåíèëàöåòèëåíà ñ âîçìîæíîñòüþ èõ èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâå ýëåêòðîäíûõ ìàòåðèàëëîâ ó õèìè÷åñêèõ èñòî÷íèêàõ òîêà íîâîãî ïîêîëåíèÿ.

Êëþ÷åâûå ñëîâà: ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà, ýëåêòðîàêòèâíûå ìàòåðèàëû, ïîëèàðîìàòè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ïîëèïàðàôåíèëåí, ïîëèôåíèëàöåòèëåí, òîêîïðîâîäÿùèå ïë¸íêè, ëåãèðîâàíèå, òåðìîñòàáèëüíîñòü, ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü, ýëåêòðîäíûå ìàòåðèàëû, õèìè÷åñêèå èñòî÷íèêè òîêà.

Annotation

Lupshak N.-O. Physico-chemistry of electroactive materials based on polyaromatic compounds. -Manuscript.

Dissertation for a scientific degree of the candidate of chemical sciences by speciality 02.00.04 - physical chemistry. L'viv Ivan Franko National University. L'viv, 2000.

The thesis is devoted to research of physicochemical processes of electrosynthesis, structure, electrochemical and electrophysical properties of electroactive polymeric materials based on polyaromatic compounds, in particular of polyparaphenylene (PPP) and polyphenylacetylene (PPA).

In this work the mechanism of initiation and patterns of electropolymerisation processes of benzene and phenylacetylene (PA) are investigated, the influence of reaction holding conditions to structure, conductivity and optical behaviour of polymeric films is determined. Electrooxidation process of benzene on Pt in the 17,5 - 18M H2SO4 medium takes place in the potentials range E = 1,7 to 1,8 V, and at small scanning rates is attended by transport of one electron / molec. Is established that the presence in the system of surfactants promotes the formation of conducting PPP films by electrophylic substitution mechanism. Initiation of the process of cathodic electropolymerisation of benzene that and PA follows the ion-radical mechanism, the process is selective concerning the type of electrodes and background electrolytes.

On the basis of the obtained results new obtaining methods of functional current-conducting films on the basis of polyaromatic connections are worked out - methods of PPP and PPA electrochemical synthesis, with possibility of their usage in manufacturing industry, electrotechnology and radio engineering. Is shown, that the PPP macromolecule has a linear conjugate structure, the degree of polymerization varies according to a synthesis method from 12 up to 40 and more.

The obtained polymer is characterized by high order of cristallinity (² ? 71 %), which varies during a doping and heat treatment processes. PPP exhibits high thermal stability, the decomposition point makes about 800K. A polymer pyrolysis at temperatures below Òdestr. leads to quasicrystalline structure formation with high order degree, whereas at Òpyrol. > Òdestr. amorfisation of polymer takes place and ladder-type polymer with structure closed to disordered graphite is formed. The PPP conductivity has thermoactive nature and varies depending on a concentration level and phase changes in the system, in agreement to the law.

Based on electrochemical analysis of PPP films in H2SO4 solutions and in organic solvents of a different type (DMFA, ã-butyrolactone - BL, acetonitrile - AN, propylene carbonate - PC) in the presence of LiClO4 is shown, that structural parameters of polymer, and medium nucleophility and donor-acceptor properties of the solvent influence at once the character of charge transfer process. The highest electrochemical activity of PPP is maintained in the medium with low nucleophility (17,5 - 18 M H2SO4), and in organic solvents with DN= 15 (AN, PC). Is shown, that PPP is suitable for using as an electrode material in secondary generators and lithium current sources.

Keywords: physicochemical properties, electroactive materials, polyaromatic compounds, polyparaphenylene, polyphenylacetylene, conducting film, doping, thermostability, electrochemical activity, electrode materials, chemical current sources.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru

...

Ïîäîáíûå äîêóìåíòû

Ðàáîòû â àðõèâàõ êðàñèâî îôîðìëåíû ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÂÓÇîâ è ñîäåðæàò ðèñóíêè, äèàãðàììû, ôîðìóëû è ò.ä.
PPT, PPTX è PDF-ôàéëû ïðåäñòàâëåíû òîëüêî â àðõèâàõ.
Ðåêîìåíäóåì ñêà÷àòü ðàáîòó.