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 Access

Abstract

В статье приведены результаты исследования защитных, диэлектрических температуроустойчивых органосиликатных покрытий на основе лестничного полимера – полифенилсилсесквиоксана (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 °C, сохраняя при этом необходимые физико-механические и электрофизические характеристики.

About the authors

V. I. Voshikov

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

Y. A. Khamidulin

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

L. N. Krasil'nikova

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

T. V. Khamova

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

S. N. Stepin

Kazan National Research Technological University

Email: voshikoff@yandex.ru
420015, Russia, Kazan, ul. K. Marks, 68

G. S. Sokolov

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

A. G. Ivanova

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS

Email: voshikoff@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2

O. A. Shilova

Branch of the National Research Center ‘Kurchatov Institute’ – PIAF – IHS; Saint Petersburg State Electrotechnical University ‘LETI’

Author for correspondence.
Email: olgashilova@bk.ru
199034, Russia, St. Petersburg, nab. Makarova, 2; 197022, Russia, St. Petersburg, ul. Prof. Popova, 5

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., Милютина П.А., Шилова О.А. 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., Milyutina P.A., Shilova O.A. Heat-Resistant Protective Organosilicate Coatings for Nuclear Energy // 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., Баринова Л.Д., Белый О.В. 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., Barinova L.D., Belyi O.V. Improving the Safety of the Transportation System and Resource Conservation through the Introduction of Environmentally Safe Protective Coatings // Glass Phy.s Chem. 2019. Vol. 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. Исследование механических свойств полифенилалкилсилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 1970. Т. 12. № 12. С. 875–878.
  7. Baney R.H. Silsesquioxanes // Chem. Rev. 1995. Vol. 95. P. 1409–1430.
  8. Терещенко Т.А. Синтез и применение полиэдральных олигосилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2008. Т. 50. № 9. С. 1723–1739.
  9. Temnikov M.N., Muzafarov A.M. Polyphenylsilsesquioxanes. New structures-new properties // RSC Advances. 2020. Vol. 10. № 70. P. 43129–43152. doi: 10.1039/d0ra07854a
  10. Temnikov M.N., Demchenko N.V., Cherkaev G.V., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M., Buzin M.I. Acyclic polyphenylsilsesquioxane: Synthesis and properties // Mendeleev Communications. 2016. Vol. 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. Синтез и физико-химические свойства полифенилсилсесквиоксанов // Высокомолекулярные соединения. 1972. Т. 14 (Серия A). № 10. С. 2246–2251.
  12. Копылов В.М., Хананашвили Л.М., Школьник О.В., Иванов А.Г. Гидролитическая поликонденсация органохлор-силанов (обзор) // Высокомолекулярные соединения. 1995. Т. 37 (Серия A). № 3. С. 394–416.
  13. Brown J.F., Vogt L.H., Katchman A. 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. 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. 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. 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 C09D183/04. Композиция на основе линейно-лестничного силоксанового блок-сополимера для получения защитных покрытий: № 2020104258: заявл. 30.01.2020: опубл. 21.07.2020/Неёлова 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., Ershova T.O., Anisimov A.A., Chernik V.N. 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 C09D183/04. Органосиликатная композиция на основе лестничного полимера: № 2023117743: заявл. 03.07.2023: опубл. 25.03.2024/Шилова О. А., Хорошавина Ю.В., Соколов Г.С. Вощиков В.И. Глебова И.Б., Иванова А.Г., Полетаев К.А., Красильникова Л.Н. 6 с.
  23. Полетаев К.А., Глебова И.Б., Иванова А.Г., Шилова О.А. 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. Санкт-Петербург: Филиал Федерального государственного бюджетного учреждения “Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “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 с. ISBN 978-985-530-331-3
  26. Ershova T.O., Anisimov A.A., Temnikov M.N., Novikov M.A., Buzin M.I., Nikiforova G.G., Dyuzhikova Y.S., Ushakov I.E., Shchegolikhina O.I., Muzafarov A.M. 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. Влияние молекулярного веса на гидродинамические свойства и оптическую анизотропию лестичного полифенилсилоксана // Высокомолекулярные соединения. Серия 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). Часть 1 // Труды ВИАМ. 2023. № 2 (120). С. 3–19.
  30. Adachi H., Adachi E., Yamamoto S. Materials Research Society symposia proceedings. 1991. Т. 227. P. 95.
  31. Jinwei Wang, Chaobin He, Yuhui Lin. Studies on the thermal stability of F- and non-F-containing ladder polyepoxysilsesquioxanes by TGA-FTIR // Thermochemical Acta. 2001. Vol. 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., Цырендоржиева И.П., Рахлин В.И., Косинова М.Л., Кузнецов Ф.А. 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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».