Труды КНЦ вып.8 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2017(8))

V. A. Scherbakov, L. Kh. Khasanova, A. I. Rakitin, S. A. Shirokikh, M. Yu. Korolyova, E. V. Yurtov INFLUENCE OF THE POLYMERIZATION INITIATOR NATURE ON THE PORE SIZE OF HIGHY POROUS POLYMER MATERIALS Abstract The influence of the nature of radical polymerization initiator on the structure of a highly porous copolymer of styrene and divinylbenzene obtained in the polymerization of a dispersion medium of a water-in-oil emulsion was studied. It was found that when using water-soluble ammonium peroxydisulphate the average pore diameter was 3.8 ± 0.2 pm, oil-soluble benzoyl peroxide - 20.8 ± 0.4 pm. The dependence of the pore size on the initiator nature is due to the fact that emulsions with ammonium peroxydisulphate in the dispersed phase were more resistant to Ostwald ripening and coalescence prior to polymerization of the dispersion medium than emulsions with distilled water, because of the presence of osmotic pressure in the emulsion water droplets. In addition, when a water-soluble initiator of ammonium peroxydisulphate was used, the polymerization time was reduced to 2.5 hours compared to benzoyl peroxide (3.5 hours), respectively. The probability of the droplets coalescence in the emulsion until the end of the polymerization process was decreased. Keywords: highly concentrated water-in-oil emulsion, highly porous copolymer of styrene and divinylbenzene, porous structure, highly porous polystyrene, initiator of radical polymerization. Существует несколько методов получения пористых полимерных материалов, среди которых можно особо выделить метод, основанный на полимеризации обратных эмульсий. Используя высококонцентрированные обратные эмульсии, т.е. эмульсий с долей дисперсной фазы не менее 0,74, возможно получить высокопористые полимерные материалы. После полимеризации дисперсную фазу удаляют с помощью сублимационной или термической сушки. Данным методом можно получать высокопористые материалы, с толщиной прослоек между порами от 50 нм. Варьирование состава эмульсий и условий протекания процесса позволяет контролировать пористость получаемого материала. Так как эмульсии содержат водную и органическую фазу, то возможно использование как водорастворимого, так и маслорастворимого инициатора. В работе было изучено влияние природы инициатора полимеризации на размер пор пористого полимерного материала, полученного на основе обратной эмульсии с долей дисперсной фазы 0,85. В качестве инициаторов радикальной полимеризации использовались водорастворимый пероксидисульфат аммония и маслорастворимый пероксидбензоила в концентрации 1 мас.% от массы мономеров. Дисперсионная среда представляла собой смесь стирола и дивинилбензола. Соотношение мономеров было 9:1. Для стабилизации обратной эмульсии в качестве ПАВ использовали Span80 в количестве 0,5 об.%, от общего объёма эмульсии. Эмульсии получали при перемешивании с помощью верхнеприводной мешалки при добавлении водной фазы в смесь стирола, дивинилбензола и Span 80 с помощью перистальтического насоса со скоростью 3 мл/мин. Процесс полимеризации проводился при 65°С, для удаления водной фазы образцы подвергались термической сушке при той же температуре. 230