В работе предложен механизм радиационно-инициированной полимеризации (теломеризации) перфторэтилена в растворе перфторированных соединений карбогал (СF) или хладон-350(СF), которые являются также и инициаторами реакции. Для определения возможных путей распада карбогала под действием радиации были оценены все связи в нем двумя способами: привлечением термодинамических параметров (прочностей связи) различных фторалканов и с помощью квантово-химических расчетов. Было показано, что в первую очередь в молекуле карбогала разрушаются С-С-связи трифторметильных заместителей с циклом как наиболее слабые. Образующиеся радикалы С●F и [цикло-(СF)]● участвуют в реакции инициирования и реакции обрыва цепи. Основным продуктом реакции является теломер FС(СF)CF, концевыми звеньями которого являются фторсодержащие звенья карбогала. Экспериментальные и рассчитанные квантово-химическим методом ИК-спектры подтверждает наличие цикла в теломере и обоснованность предложенного механизма теломеризации.
В настоящей работе были синтезированы теломеры тетрафторэтилена в четыреххлористом углероде. Полученные теломеры далее подвергали облучению на воздухе γ-лучами 60Со дозами в интервале 18–1020 кГр. При исследовании ИК-спектров продуктов облучения было установлено, что интенсивность полосы поглощения (ПП) при 850 см–1, которую можно связать с –CCl3 концевыми группами, уменьшается с увеличением дозы облучения. Одновременно в ИК-спектре появляется новая ПП при ~1775см–1, обусловленная карбоксильной группой, интенсивность которой растет с увеличением дозы облучения. Изучение зависимости интенсивности отмеченных ПП от дозы позволило сделать заключение, что удаление или трансформация концевых –CCl3 групп и образование –СООН групп — это независимые процессы.
Методом радиационной теломеризации были получены пять образцов теломеров тетрафторэтилена (ТФЭ) с различной концентрацией мономера (Сi) в четыреххлористом углероде. Установлено, что ИК-спектры полученных теломеров отличаются от ИК-спектра политетрафторэтилена в основном присутствием полосы поглощения концевых CCl3-групп при 850 см–1, интенсивность которой (I850) растет с уменьшением Сi. Показано, что зависимость I850 от Сi хорошо описывается дробно-рациональной функцией. Далее сухие теломеры были обработаны γ-лучами 60Со с суммарной дозой 1020 кГр как на воздухе, так и вакууме. Подробный анализ ИК-спектров облученных образцов показал, что в вакууме происходит трансформация или отрыв концевых CCl3-групп. При облучении теломеров на воздухе, помимо этого, наблюдается образование карбоксильных (–СООН) групп. Если устойчивость теломера связывать с образованием –СООН групп, то для исследуемого ряда теломеров устойчивость растет с ростом Сi.
Исследована кинетика радиационной-инициированной теломеризации тетрафторэтилена в диметилкарбонате и диметоксиэтане, получены новые теломеры тетрафторэтилена. Подробное изучение ИК-спектров подтверждает факт вхождения фрагментов молекул растворителей в состав полученных теломеров. Подбор параметров синтеза (концентрация тетрафторэтилена, доза облучения) позволяют получить растворы теломеров с необходимыми характеристиками для дальнейшего их использования в качестве добавки в электролиты для литий-ионных аккумуляторов.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation