Печать
Просмотров: 1474

Научная группа профессора Р.М. Исламовой

Обновлено

Научная группа кафедры химии высокомолекулярных соединений

Металлокомплексный катализ в химии полимеров. Функциональные полисилоксаны и материалы на их основе.

Тематика № 1

Получение силиконовых резин и материалов на их основе

1. Гидросилилирование полисилоксанов с помощью катализаторов платиновой группы

Гидросилилирование олефинов является ключевой реакцией для получения промышленно важных кремнийорганических соединений. Особое практическое значение имеет каталитическое гидросилилирование для сшивания силиконовых каучуков и получения на их основе резин/вулканизатов с рядом полезных свойств. К этим свойствам относится устойчивость к действию высоких и низких температур, хорошие электроизоляционные характеристики, стойкость к облучению, масло- и бензостойкость при термических нагрузках, высокая химическая и биологическая инертность, долговечность и экологическая безопасность и др.

Мы занимаемся поиском и разработкой катализаторов направленного действия для гидросилилирования и создаём на их основе новые полимерные композиции с улучшенными характеристиками.

На сегодняшний день нами предложены относительно недорогие, доступные, эффективные и одновременно селективные катализаторы платиновой группы как альтернатива импортному катализатору Карстедта, который используется в большинстве производственных процессов сшивания силиконовых каучуков.

Совместно с ФГУП «НИИСК» (СПб) в рамках проекта ФЦП по приоритетному направлению «Индустрия наносистем» с помощью наших катализаторов были разработаны биологически инертные силиконовые материалы, предназначенные для сенсорного и креативного развития детей дошкольного и младшего школьного возраста. Получена композиция «ЛЕПСИЛ» для моделирования, копирования и изготовления поделок и слепков с различных предметов и поверхностей. Композиция соответствует санитарно-гигеническим и микробиологическим показателям и имеет экспертное заключение, выданное ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург».

Получены термически устойчивые люминесцирующие силиконовые резины с помощью новых иридиевых катализаторов. Это позволяет создавать силиконовые покрытия с контролируемой толщиной слоя и существенно расширяет потенциальные возможности применения такого рода материалов (включая специальные покрытия для пассивных систем терморегуляции космических аппаратов).


2. Перекисная вулканизация полисилоксанов

Альтернативой каталитическому гидросилилированию для получения силиконовых резин является перекисная вулканизация при повышенных температурах (>100 °С). Однако использование традиционных органических пероксидов в качестве источников свободных радикалов приводит к образованию механически непрочных силиконовых вулканизатов (без наполнителей) со структурными дефектами (вследствие выделения газообразных продуктов). Введение ингибиторов в реакционные смеси усложняет процесс и способствует загрязнению получаемого продукта. Актуальным является поиск новых инициаторов перекисной вулканизации, близких по структуре к силиконам, которые позволяют решать указанные выше проблемы. Совместно с лабораторией гомолитических реакций (ИОХ РАН, Москва) нами предложены и изучены новые винил-селективные кремнийорганические пероксиды, с помощью которых без использования ингибиторов при (150–200) °C получены антибактериальные силиконовые резины с улучшенными механическими характеристиками.

Публикации

  1. New Journal of Chemistry. 2018. V. 42. No. 18. P. 15006–15013. DOI: 10.1039/C8NJ02499E.
  2. Catalysis Science & Technology. 2017. V. 7. No. 24. P. 5843-5846. DOI: 10.1039/c7cy02013a.
  3. Molecules. 2016. V. 21. P. 311-321. DOI:10.3390/molecules21030311.
  4. ChemPlusChem. 2015. V. 80, N 11. Р. 1607-1614. DOI: 10.1002/cplu.201500327.

Патенты

  • Патент на изобретение RU № 2579143 С1 от 14.04.2015.
  • Патент на изобретение RU № 2579117 C1 от 10.03.2015.

Тематика № 2

Функциональные полисилоксаны и материалы на их основе: синтез и свойства

1. Металлосодержащие полисилоксаны

Получение металлосодержащих полисилоксанов и создание на их основе материалов и устройств с сенсорно-диагностическими, каталитическими, оптическими, магнитными свойствами является важнейшей задачей полимерной химии. Мы разрабатываем методы и подходы для получения принципиально новых металлосодержащих гибридных силиконов, которые могут быть использованы для химической модификации электродов, создания электрохимических датчиков, биосенсоров, устройств молекулярной электроники, жидких кристаллов в нелинейных оптических системах и др.

На сегодняшний день нами синтезированы уникальные ферроценилсодержащие силиконы, которые могут быть использованы для создания нейропротезов медицинского назначения.


2. Глико-силиконы

Целью данного направления является разработка методов получения принципиально новых полимеров — глико-силиконов, сочетающих в своей структуре различные по природе фрагменты — гидрофобные и гидрофильные (полисилоксаны и модифицированная целлюлоза, соответственно), а также материалов и устройств на их основе с уникальными, потенциально важными свойствами: ПАВ нового поколения, усилители проникновения лекарственных препаратов через кожу, модификаторы поверхности в косметологии и медицине и др. Работа проводится совместно с ИВС РАН (СПб).

Тематика № 3

Псевдоживая радикальная полимеризация, катализируемая комплексами переходных металлов

Разработка эффективных методов управления полимеризационными процессами с целью улучшения важнейших физико-химических характеристик синтетических полимеров винилового ряда относится к числу приоритетных направлений развития современной химии высокомолекулярных соединений. Использование принципов псевдоживой и комплексно-радикальной полимеризации, основанных на введении в полимеризационную систему специальных добавок (агентов), преимущественно металлокомплексных соединений, является одним из успешных и относительно недорогих подходов в решении данной проблемы. Многочисленные исследования, проведенные в настоящее время в России и за рубежом, подтвердили перспективность дальнейшего развития этого направления, а также необходимость формирования определенных подходов для создания общей фундаментальной теории контролируемой радикальной полимеризации.

Мы занимаемся усовершенствованием условий синтеза и улучшением характеристик многотоннажных органических полимеров винилового ряда, получаемых методом контролируемой радикальной полимеризации с помощью металлокомплексных катализаторов/медиаторов, изучаем возможности научного прогнозирования, как направления полимеризации и свойств синтезируемых полимеров, так и областей их потенциального практического применения.

Публикации

Russian Journal of General Chemistry. 2016. V. 86, N 1. P. 125-143. DOI: 10.1134/S1070363216010217.

Патенты

  • Патент на изобретение RU № 2394045 от 04.08.2008.
  • Патент на изобретение RU № 2412950 от 08.05.2009.
  • Патент на изобретение RU № 2446178(13) С1 от 07.12.2010.

Публикации

  • Deriabin, K. V., Yaremenko, I. A., Chislov, M. V., Fleury, F., Terent’ev, A. O., & Islamova, R. M. // New Journal of Chemistry. 2018. V. 42. No. 18. P. 15006–15013. DOI: 10.1039/C8NJ02499E
  • Islamova R.M., Dobrynin M.B., Vlasov A.V., Eremina A.A., Kinzhalov M.A., Kolesnikov I.E., Zolotarev A.A., Masloborodova E.A., Luzyanin K.V. // Catalysis Science & Technology. 2017. V. 7. No. 24. P. 5843-5846. DOI: 10.1039/c7cy02013a.
  • Masloborodova E.A., Kaganova E.V., Gusakova N.S., Agibalova L.V., Maretina E.Yu., Baranets I.V., Islamova R.M. // Rus. J. Gen. Chem. 2017. V. 87. No. 5. Р. 1038–1046. DOI: 10.1134/S1070363217050243.
  • Islamova R.M., Dobrynin M.V., Ivanov D.M., Vlasov A.V., Kaganova E.V., Grigoryan G.V., Kukushkin V.Yu. // Molecules. 2016. V. 21. No. 3. P. 311-321. DOI:10.3390/molecules21030311.
  • Islamova R.M. // Rus. J. Gen. Chem. 2016. V. 86, No. 1. P. 125-143. DOI: 10.1134/S1070363216010217.
  • Demakova M.Ya., Bolotin D.S., Bokach N.A., Islamova R.M., Starova G.L., Kukushkin V.Yu. // ChemPlusChem. 2015. V. 80, No. 11. Р. 1607-1614. DOI: 10.1002/cplu.201500327.
  • Islamova R.M., Vlasov A.V., Dobrynin M.V., Masloborodova E.A., Kaganova E.V. // Rus. J. Gen. Chem. 2015. V. 85, No. 11. Р. 2609–2613. DOI: 10.1134/S1070363215110171.
  • Islamova R.M., Yarmukhamedova E.I. // Rus. J. Gen. Chem. 2014. V. 84, No. 12. Р. 2526–2528. DOI: 10.1134/S1070363214120354.
  • Islamova R.M., Nazarova S.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. // Mendeleev Comm. 2013. V. 23, No. 5. P. 279-281. DOI: 10.1016/j.mencom.2013.09.014.

Гранты

  • Договор с ИВС РАН в рамках совместного гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах и научных организациях, проект «Разработка биосовместимых материалов на основе химически модифицированной целлюлозы» (руководитель: Исламова Р.М.). 2017-2019.
  • "Грант РФФИ № 18-33-00769 мол_а. Проект: «Получение силиконовых резин с улучшенными физико-химическими характеристиками с помощью реакции гидросилилирования» (руководитель: Добрынин М.В.). 2018-2019.
  • Договор с ФГУП «НИИСК» на проведение совместных научных исследований и выпуск опытных партий силоксановых композиций в рамках совместного проекта ФЦП по приоритетному направлению «Индустрия наносистем». Проект: «Разработка новых экологически безопасных каталитических систем для отверждения по реакции гидросилилирования биологически инертных силоксановых эластомерных материалов, предназначенных для сенсорного и креативного развития детей раннего и школьного возраста» (руководитель: Исламова Р.М.). 2014-2016.
  • Грант РФФИ № 14-03-00260-а. Проект: «Структура и свойства полимеров винилового ряда, синтезированных на основе высокоэффективных инициирующих/каталитических систем направленного действия» (руководитель: Исламова Р.М.). 2014-2016.
  • Конкурс грантов для кадровой поддержки научных исследований, проводимых ведущими учеными СПбГУ, приказ № 2006/1 от 17.04.2014. (руководитель: Исламова Р.М.)

Ответственный за содержание сайта Института химии: Роман Зумберов, r.zumberov@spbu.ru