Модификация поливинилового спирта с помощью озонированного окисления в водном растворе

В настоящее время актуальна задача получения олигомеров поливинилового спирта (ПВС) для создания функциональных материалов нового поколения с заданными свойствами. Одним из методов модификации ПВС является озонолиз, имеющий ряд преимуществ перед другими способами окислительной деструкции полимеров. Цель работы - оценка структурных изменений и физико-механических характеристик пленочных образцов ПВС, подвергнутого модификации озонированным окислением. Для проведения процесса окисления готовили 5% водный раствор ПВС марки 1799. Озон-кислородную смесь получали с помощью озонатора известной конструкции. Окисление ПВС проводили в стеклянной термостатируемой колбе при 70°С, продувая озон-кислородную смесь через водный раствор ПВС в течение 40 минут. Отбор проб осуществлялся через 10, 20 и 40 минут окисления. Пленки получали методом полива с последующей сушкой на воздухе, после чего подвергали их ИК-спектрометрическому анализу и определяли прочностные показатели. В результате исследования установлено, что модификация ПВС марки 1799 озонированным окислением в водной среде сопровождается следующим изменением ИК-спектрограмм: в области 1400 - 1600 см-1 наблюдается для окисленного озоном ПВС резкое снижение интенсивности пика, соответствующего гидроксильным группам, образующим водородные связи, в области 1650 - 1700 см-1 отмечена закономерность снижения интенсивности пика с повышением времени окисления ПВС озоном, что свидетельствует о снижении ММ полимера в результате окислительной деструкции, в области 3400 - 3600 см-1 отмечено изменение характера спектрограммы, что также говорит об изменение структуры водородных связей в окисленном ПВС; физико-механические свойства пленочных образцов подвергнутого 40-минутному озонированному окислению ПВС изменяются в сторону снижения как прочности, так и удлинения при разрыве в среднем в 4 раза, модуль Юнга снижается более чем в 3 раза, а диаграмма растяжения меняет характер в зоне высокоэластической деформации (в 1.5-2 раза снижается интенсивность роста напряжения по мере удлинения пленки при растяжении) и зоне разрушения (диаграмма приобретает ступенчатый характер без резкого обрыва), что связано со снижением молекулярной массы ПВС, приобретением новых функциональных групп, изменением стереорегулярности гидроксильных групп основных полимерных цепей, повышением аморфности и изменением времени их релаксации.