Оптимизация состава термостойкого диэлектрического органосиликатного покрытия на основе лестничного полимера полифенилсилсесквиоксана

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

В статье приведены результаты исследования защитных, диэлектрических температуроустойчивых органосиликатных покрытий на основе лестничного полимера – полифенилсилсесквиксана (ПФССО), используемого в качестве пленкообразователя. Впервые использован классический подход для расчета рецептур пигментированных лакокрасочных материалов применительно к органосиликатным композициям. Определена средневязкостная молекулярная масса выбранного пленкообразователя ПФССО. Разработанные покрытия обладают высокой температуроустойчивостью до 420°С, сохраняя при этом необходимые физико-механические и электрофизические характеристики.

About the authors

V. I. Voshikov

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

Y. A. Khamidulin

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

L. N. Krasil'nikova

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

T. V. Khamova

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

S. N. Stepin

Kazan National Research Technological University

Email: voshikoff@yandex.ru
K. Marx St., 68, Kazan, 420015 Russia

G. S. Sokolov

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

A. G. Ivanova

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS

Email: voshikoff@yandex.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia

O. A. Shilova

Branch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' - PIAN - ICS; Saint Petersburg State Electrotechnical University 'LETI'

Author for correspondence.
Email: olgashilova@bk.ru
Nab. Makrova, 2, St. Petersburg, 199034 Russia; Prof. Popov St., 5, St. Petersburg, 197022 Russia

References

  1. Харитонов Н.П., Шентенкова И.А. Термостойкие органосиликатные герметизирующие материалы. Л.: Наука, 1977. С. 183.
  2. Буслаев Г.С., Кочина Т.А., Красильникова Л.Н. и др. Теплостойкие защитные органосиликатные покрытия для атомной энергетики // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 4. С. 444–448. [Buslaev G.S., Kochina T.A., Krasil’nikova L.N. et al. Heat-Resistant Protective Organosilicate Coatings for Nuclear En-ergy // Glass Phys Chem. 2020. Т. 46 (4). P. 357–359].
  3. Кочина Т.А., Буслаев Г.С., Кондратенко Ю.А. Органосиликатные покрытия. От создания до инноваций // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 1. С. 27–43.
  4. Шевченко В.Я., Шилова О.А., Кочина Т.А. и др. Ресурсосбережение и безопасность на транспорте за счет внедрения экологически безопасных защитных покрытий // Физика и химия стекла. 2019. T. 45. № 1. С. 3–15. [Shevchenko, V.Y., Shilova, O.A., Kochina, T.A. et al. Improving the Safety of the Transportation System and Resource Conservation through the Introduction of Environmentally Safe Protective Coatings // Glass Phy.s Chem. 2019. V. 45. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1134/S1087659619010103]
  5. Андрианов К.А., Хананашвили Л.М. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. М.: Химия, 1973. С. 400.
  6. Андрианов К.А., Слонимский Г.Л., Левин В.Ю. и др. Исследование механических свойств полифенилалкилсилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 1970. Т. 12. № 12. С. 875–878.
  7. Baney R.H. et al. Silsesquioxanes // Chem. Rev. 1995. V. 95. P. 1409–1430.
  8. Терещенко Т.А. Синтез и применение полиэдральных олигосилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 2008. Т. 50. № 9. С. 1723–1739.
  9. Temnikov M.N., Muzafarov A.M. Polyphenylsilsesquioxanes. New structures-new properties // RSC Advances. 2020. V. 10. № 70. P. 43129–43152. https://doi.org/10.1039/d0ra07854a.
  10. Temnikov M.N., Demchenko N.V., Cherkaev G.V. et al. Acyclic polyphenylsilsesquioxane: Synthesis and properties // Mendeleev Communications. 2016. V. 26. № 2. P. 121–123. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.03.012.
  11. Андрианов К.А., Павлова С.А., Твердохлебова И.И. и др. Синтез и физико-химические свойства полифенилсилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. Сер. A. 1972. Т. 14. № 10. С. 2246–2251.
  12. Копылов В.М., Хананашвили Л.М., Школьник О.В. и др. Гидролитическая поликонденсация органохлор-силанов (обзор) // Высокомолекулярные соединения. Сер. A. 1995. Т. 37. № 3. С. 394–416.
  13. Brown J.F., Vogt L.H., Katchman A. et al. Double chain polymers of phenylsilsesquioxane // Journal of the American Chemical Society. 1960. № 82. P. 6194–6195.
  14. Zhang Z.-X., Hao J., Xie P., Zhang X. et al. Well-Defined Ladder Polyphenylsilsesquioxane (Ph-LPSQ) Synthesized via a New Three-Step Approach: Monomer Self-Organization – Lyophilization – Surface-Confined Polycondensation // Chemistry of Materials. 2008. № 20. P. 1322–1330.
  15. Yang X., Cao C., Chen Z. et al. Synthesis of ladder-like polyphenylsilsesquioxanes with fairly high regularity using 1,2-ethylenediamine as endo-template // Chinese Journal of Polymer Science. 2015. № 33. P. 1305–1312.
  16. Yang X., Cao C., Chen Z. et al. Preparation and characterization of a type of ladder-like poly(phenylsilsesquioxane) based hybrid star-shaped copolymer of ε-caprolactone. // Journal of Applied Polymer Science. 2015. № 132. P. 42335.
  17. Патент № 2727373 C1 Российская Федерация, МПК C09D 183/04. Композиция на основе линейно-лестничного силоксанового блок-сополимера для получения защитных покрытий: № 2020104258: заявл. 30.01.2020: опубл. 21.07.2020 / Неелова О.В., Кубалова Л.М., Панова Т.А. 11 с.
  18. Junkyu Kim, Youngjoo Park, Min Sang Kwon. Recent progress in ladder-like polysilsesquioxane: synthesis and applications // Materials Chemistry Frontiers. 2024. № 8. P. 2689–2726.
  19. Chaikun A.M., Venediktova M.A., Bryk Y.A. Development of the Compounding of Rubber Extremely High Heat Resistance with Temperature Range of Exploitation from the –60° to +500°C. // Proc. VIAM. 2019. № 1. P. 21–30.
  20. Minas’yan R.M., Polivanov A.N., Minas’yan O.I. Ways to Improving the Thermal Stability of Organosilicon Elastomeric Materials // Polym. Sci. Ser. D. 2016. № 9. P. 40–42.
  21. Andropova U.S., Aysin R.R., Serenko O.A. et al. Ladder Polyphenylsilsesquioxanes and Their Niobium–Siloxane Composite as Coating Materials: Spectroscopy and Atomic Oxygen Resistance Study // Polymers. 2023. Т. 15. № 15. С. 3299.
  22. Патент № 2815887 C1 Российская Федерация. МПК C09D 183/04. Органосиликатная композиция на основе лестничного полимера: № 2023117743: заявл. 03.07.2023: опубл. 25.03.2024 / Шилова О.А., Хорошавина Ю.В., Соколов Г.С. и др. 6 с.
  23. Полетаев К.А., Глебова И.Б., Иванова А.Г. и др. Синтез и свойства покрытий на основе полиметилфенилсилсесквиоксанов. // Сборник тезисов всероссийской молодежной научной конференции с международным участием “Функциональные материалы: Синтез. Свойства. Применение”. Санкт-Петербург. 3–6 декабря 2024 года. СПб: Филиал ФГБУ “Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ “Курчатовский институт”. Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова. 2024. С. 188.
  24. Чуппина С.В., Жабрев В.А. Органосиликатные материалы. СПб.: Литео, 2016. С. 182.
  25. Мартинкевич А.А., Прокопчук Н.Р. Пигменты для современных лакокрасочных материалов. Минск.: БГТУ, 2014. С. 130. ISBN 978-985-530-331-3.
  26. Ershova T.O., Anisimov A.A., Temnikov M.N. et al. A Versatile Equilibrium Method for the Synthesis of High-Strength. Ladder-like Polyphenylsilsesquioxanes with Finely Tunable Molecular Parameters. // Polymers. 2021. № 13. P. 4452. https://doi.org/10.3390/ polym132444
  27. Цветков В.Н., Андрианов К.А., Штенникова И. Н. и др. Влияние молекулярного веса на гидродинамические свойства и оптическую анизотропию лестичного полифенилсилоксана // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 1986. Т. 10. № 3. С. 547–555.
  28. Кнунянц Л.Н. Химическая энциклопедия в 5 т. М.: Советская Энциклопедия, 1990. 673 с. ISBN 5-85270-008-8.
  29. Шитов Р.О., Бутузов А.В. Промышленные кремнийорганические смолы (обзор). Ч. 1 // Труды ВИАМ. 2023. № 2 (120). С. 3–19.
  30. Adachi H., Adachi E., Yamamoto S., et al. Materials Research Society symposia proceedings. 1991. Т. 227. P. 95.
  31. Jinwei Wang, Chaobin He, Yuhui Lin et al. Studies on the thermal stability of F- and non-F-containing ladder polyepoxysilsesquioxanes by TGA-FTIR // Thermochemical Acta. 2001. V. 381. P. 83.
  32. Орлов К.Ф., Долгов Б.К., Воронков М.Г. Грис(триорганосилил) – ванадаты // Доклады АН СССР. 1958. Т. 122. № 3. С. 246–249.
  33. Чуппина С.В. Физико-химические закономерности формирования и деградации органосиликатных покрытий в системах полиорганосилоксан-силикат-оксид. Автореферат дисс. д-ра хим. наук: 02.00.04. СПб.: 2009. С. 48.
  34. Tarasevich B.N. IR spectra of the main classes of organic compounds. Reference materials. M.: Lomonosov Moscow State University, 2012. P. 55.
  35. Ермакова Е.Н., Сысоев С.В., Никулина Л.Д. и др. Синтез и характеризация триметил(фенил)силана – предшественника для газофазных процессов осаждения пленок SiCx:H. // Эпитаксиальные слои и многослойные композиции. 2014. Т. 17. № 3. С. 199–205.
  36. Сафонов В.В. Строение, свойства и применение кремнийорганических соединений. М.: РГУ им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), 2018. С. 160. ISBN 978-5-87055-671-0.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences