ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Кафедра высокомолекулярных соединений

Лаборатория полимеризационных процессов

История создания лаборатории

Лаборатория была основана в 1955 году До 1968 года лабораторией руководил Виктор Александрович Кабанов. С 1969 по 1986 г.г. лабораторией заведовал профессор, д.х.н. Виталий Павлович Зубов, с 1987 по 2005 г.г. – профессор, д.х.н. Владимир Борисович Голубев. С 2006 г. и по настоящее время лабораторией заведует доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Михаил Юрьевич Заремский


  Заведующий лабораторией:
доктор химических наук, ведущий научный сотрудник
Михаил Юрьевич Заремский

тел. (495)939-54-09, e-mail: zaremski@mail.ru

Научная тематика лаборатории всегда была связана с исследованием кинетики и механизма элементарных актов полимеризационных процессов. Важнейшие результаты и достижения лаборатории, полученные до конца 1980-х годов в сотрудничестве с ведущими академическими институтами:

  • открытие и объяснение аномально быстрых низкотемпературных реакций полимеризации мономеров в твердом состоянии при фазовых превращениях стекло – кристалл и кристалл – кристалл (Ленинская премия, 1980 г.);
  • открытие полимеризации ацетона, нитрилов по тройной CºN связи, полимеризации гетероциклов с раскрытием цикла
  • разработка концепции комплексно-радикальной полимеризации виниловых и аллиловых мономеров как особой разновидности полимеризационных процессов, в которых комплексообразователи выступают в роли катализаторов или замедлителей элементарных стадий роста, обрыва и передачи цепи;
  • разработка концепции чередующейся сополимеризации;
  • разработка метода спиновых ловушек;
  • разработка концепции полимеризации ионизующихся мономеров (премия АН СССР имени С.В. Лебедева)
  • открытие спонтанной полимеризации 4-винилпиридина на матрицах полианионов – первый матричный синтез неприродного полимера.

С конца 1980-х г.г. в лаборатории начало развиваться новое направление, связанное с исследованием процессов псевдоживой радикальной полимеризации. Эта тематика стала определяющей в лаборатории. Первые работы были связаны с инифертерной полимеризацией. После этого было начато изучение полимеризации под действием нитроксильных радикалов. В настоящее время в лаборатории существуют две научные группы, которые развивают данное направление.

Основные направления научных исследований и структура лаборатории

Макромолекулярный дизайн полимеров подразумевает контроль следующих параметров: архитектуры цепи – топологии макромолекул, регулярности макромолекул, характера распределения звеньев в цепи, молекулярно-массового распределения и концевых функциональных групп. В рамках полимеризационных процессов этого проще всего достичь использованием живой анионной полимеризации, однако ее применение ограничено функциональностью мономеров. Более привлекательными оказались процессы радикальной полимеризации, которые принято называть радикальной полимеризацией с обратимой деактивацией цепи или контролируемой, или псевдоживой радикальной полимеризацией. Официальная история ее открытия связана с появлением так называемых инифертеров в начале 80-х годов прошлого века. С того момента начался ренессанс радикальной полимеризации, который продолжается и спустя уже три десятка лет.

Эти процессы основаны на периодическом "оживлении" радикалов роста за счет реакций обратимого взаимодействия радикалов роста с добавками специальных низкомолекулярных соединений – агентов обратимого обрыва или передачи цепи. В результате, рост макромолекулы происходит ступенчато посредством чередования периодов “сна” и “жизни”. При достаточно большом числе повторений таких периодов радикальная полимеризация по своим закономерностям приближается к “живой” анионной полимеризации.

В зависимости от механизма активации и деактивации цепи различают процессы обратимого ингибирования (это инифертерная полимеризация, полимеризация под действием стабильных радикалов и спиновых ловушек), обратимого переноса атома (atom transfer radical polymerization), в которых используются соединения переходных металлов, вырожденной передачи цепи, частным случаем которой является полимеризация с обратимой передачей цепи по механизму присоединения – фрагментации, известная в зарубежной литературе как  RAFT, и обратимого комплексообразования (Reversible Complexation Mediated Living Radical Polymerization).

Лаборатория включает две научно-исследовательские группы:

1. группа под руководством д.х.н. М.Ю. Заремского занимается изучением закономерностей радикальной полимеризации с участием агентов обратимого обрыва цепи (полимеризация под действием нитроксильных радикалов, органоборанов) и полимеризации под действием катализаторов на основе меди (0) по механизму одноэлектронного переноса (Single-Electron Transfer, SET);

2. группа под руководством проф. Е.В. Черниковой занимается изучением закономерностей радикальной полимеризации по механизму обратимой передачи цепи (RAFT) и ее применением для синтеза макромолекул заданной архитектуры в условиях гомо- и гетерофазной полимеризации.

Научные исследования лаборатории поддерживаются грантами РФФИ и РНФ. Лаборатория сотрудничает с академическими институтами РАН, с полимерными кафедрами российских ВУЗов и зарубежными университетами. Сотрудники лаборатории активно взаимодействуют с российскими и зарубежными компаниями.


Контролируемая радикальная полимеризация

от хаоса к порядку

   

   


Список основных публикаций лаборатории за 2017-2015 годы

2017

1. Serkhacheva N.S., Smirnov O.I., Tolkachev A.V., Prokopov N.I., Plutalova A.V., Chernikova E.V., Kozhunova E.Yu., Khokhlov A.R. “Synthesis of amphiphilic copolymers based on acrylic acid, fluoroalkyl acrylates and n-butyl acrylate in organic, aqueous–organic, and aqueous media via RAFT polymerization” // RSC Advances. 2017. V.7. P. 24522-24536.

2. Limanovich E.A., Chernikova E.V., Zhirnov A.E. “Influence of chain microstructure of acrylic acid and 4-vinylpyridine copolymers on their aggregative stability and adsorption from aqueous solutions” // Polymer Science, Series C. 2017. V. 59 (1). P. 49-59.

3. Chernikova E.V., Sivtsov E.V. “Reversible Addition-Fragmentation Chain-Transfer Polymerization: Fundamentals and Use in Practice” // Polymer Science, Series B. 2017. V. 59 (2), P. 93 – 123.

4. Chernikova E.V., Toms R.V., Prokopov N.I., Duflot V.R., Plutalova A.V. Legkov S.A., Gomzyak V.I. “Thermooxidative stabilization of acrylonitrile terpolymers obtained under reversible chain-transfer conditions: Effects of synthesis temperature and initiation method” // Polymer Science, Series B. 2017. V. 59 (1). P. 28–42.

5. Ilyin S.O., Baskakov A.A., Chernikova E.V., Kulichikhin V.G. “Rheological properties of acrylonitrile-acrylamide-styrene copolymer solutions synthesized by classical and controlled radical polymerizations” // Russian Chemical Bulletin, International Edition, 2017. V. 66, №. 4, P. 711-716.

6. E.Yu. Kozhunova, A.A. Gavrilov, M.Yu. Zaremski, A.V. Chertovich Copolymerization on Selective Substrates: Experimental Test and Computer Simulations. Langmuir. 33 (2017) 3548–3555.

7. M. Zaremski, I. Eremeev, E. Garina, O. Borisova, B. Korolev. Controlled synthesis of random, block random and gradient styrene, methyl methacrylate and acrylonitrile terpolymers via nitroxide-mediated free radical polymerization. J. Polym. Res. (2017) 151.

2016 

8. Vishnevetski D.V., Lysenko E.A., Plutalova A.V., Chernikova E.V. Aggregative Behavior of AB and ABC Block Copolymers in the Solid Phase and in a Nonselective Solvent   Polymer Science - Series A, V. 58, № 1, p. 1-11.

9. Ezhov A.A., Derikov Ya.I., Shandryuk G.A., Chernikova E.V., Abramchuk S.S., Merekalov A.S., Bondarenko G.N., Tal’roze R.V. Composites based on liquid-crystalline polymers with terminal functional groups and inorganic nanoparticles. Polymer Science, Series C. 2016. V.58 (1). P. 102-117.

10. Chernikova E.V., Serkhacheva N.S., Smirnov O.I., Prokopov N.I., Plutalova A.V., Lysenko E.A., Kozhunova E.Yu. Emulsifier-Free Polymerization of n-Butyl Acrylate Involving Trithiocarbonates Based on Oligomer Acrylic Acid. Polymer Science, Series B. 2016. V. 58 (6). P. 629-639.

11. Chernikova E.V., Plutalova A.V., Mineeva K.O., Vishnevetskii D.V., Lysenko E.A., Serkhacheva N.S., Prokopov N.I. Ternary Copolymers of Acrylic Acid, N-Isopropylacrylamide, and Butyl Acrylate: Synthesis and Aggregative Behavior in Dilute Solutions. Polymer Science, Series B. 2016. V. 58 (5). P. 564-573.

12. Chernikova E.V., Plutalova A.V., Garina E.V., Vishnevetsky D.V. Thermal stability of styrene/n-butyl acrylate RAFT-based copolymers. Polymer Chemistry. 2016. V.7. P. 3622-3632.

13. Zaremski M.Yu., Plutalova A.V., Eremeev I. Living nitroxide-mediated radical terpolymerization: general concept and synthetic possibilities. Macromolecular theory and simulations, 25 (2016), 413-429.

2015 

14. Chernikova E.V., Plutalova A.V., Mineeva K.O., Nasimova I.R., Kozhunova E.Yu., Bol’shakova A.V., Tolkachev A.V., Serkhacheva N.S., Zaitsev S.D., Prokopov N.I., Zezin A.B.. Homophase and Heterophase Polymerizations of Butyl Acrylate Mediated by Poly(acrylic acid) As a Reversible Addition-Fragmentation Chain-Transfer Agent. Polymer Science, Series B. 2015. V.57. № 6. P. 547–559.

15. Vishnevetskii D.V., Plutalova A.V., Yulusov V.V., Zotova O.S., Chernikova E.V., Zaitsev S.D. Controlled Radical Copolymerization of Styrene with Acrylic Acid and tert-Butyl Acrylate under Conditions of Reversible Addition–Fragmentation Chain Transfer: Control of the Chain Microstructure. Polymer Science, Series B. 2015. V.57. № 3. P. 197–206.

16. Sivtsov E.V., Gostev A.I., Parilova E.V., Dobrodumov A.V., Chernikova E.V. The potential of 1H NMR spectroscopy for studying the kinetics and mechanism of controlled radical polymerization with reversible chain transfer. Polymer Science, Series C. 2015. V.57. № 1. P. 110–119.

17. Ezhov A.A., Derikov Y.I., Chernikova E.V., Abramchuk S.S., Shandryuk G.A., Merekalov A.S., Panov V.I., Talroze R.V. Monochelic copolymer as a matrix for cholesteric composites with gold nanoparticles. Polymer. 2015. V. 77. P.113-121.

18. Boiko N.I., Bugakov M.A., Chernikova E.V., Piryazev A.A., Odarchenko Ya.I., Ivanov D.A., Shibaev V.P. Liquid crystalline side-chain triblock copolymers consisting of a nematic central subblock edged by photochromic azobenzene-containing fragments: their synthesis, structure and photooptical behavior. Polym. Chem. 2015.V. 6. № 35. P. 6358-6371.

19. Ilyin S.O., Chernikova E.V., Kostina Yu.V., Kulichikhin V.G., Malkin A.Ya. Viscosity of Polyacrylonitrile Solutions: The Effect of the Molecular Weight. Polymer Science, Series A. 2015. V.57. № 4. P. 494–500.

20. Chernikova E.V., Golubev V.B., Filippov A.N., Garina E.S. The role of termination reactions of radical intermediates in reversible addition-fragmentation chain-transfer polymerization. Polymer Science, Series C. 2015. V.57. № 1. P. 94–109.

21. Borisova O.V., Billon L., Zaremski M.Yu., Borisov O.V. Synthesis of amphiphilic block-gradient copolymers of styrene and acrylic acid by nitroxide mediated polymerization. PolymerScience. Ser.C. 2015. V. 57 (1). P.86–93.

22. Zaremski M.Yu. Kinetic Features of Pseudoliving Radical Polymerization under Conditions of Reversible Inhibition by Nitroxide Radicals. PolymerScience. Ser.C. 2015. V. 57 (1). P.65–85.

Премии и награды лаборатории

1980 Ленинская премия, Еникополов Н.С., Гольданский В.И., Кабанов В.А., Абкин А.Д. за цикл работ "Обнаружение и исследование аномально быстрой полимеризации в твёрдой фазе" (1959—1978)

1984 Премия АН СССР им. С.В. Лебедева, Кабанов В.А., Зубов В.П., Топчиев Д.А. за цикл работ по теме "Радикальная полимеризация ионизующихся мономеров"

2011 Премия МАИК "Наука" Черникова Е.В., Голубев В.Б., Гарина Е.С., Плуталова А.В., Сивцов Е.В., Тарасенко А.В., Терпугова П.С., Юлусов В.В., Баскаков А.А., Минеева К.О. за цикл статей: "Контролируемый синтез полимеров в условиях обратимой передачи цепи"

2013 Премия МАИК "Наука" Заремский М.Ю., Голубев В.Б., Борисова О.В., Калугин Д.И., Чэнь Синь, Орлова А.П., Благодатских И.В., Борисов О.В., Гурский М.Е., Бубнов Ю.Н. за цикл статей "Псевдоживая радикальная полимеризация в условиях обратимого ингибирования. Кинетические особенности и синтетические возможности"

2015 Работа Borisova O.V., Billon L., Zaremski M.Yu., Borisov O.V. "Synthesis of amphiphilic block-gradient copolymers" (Polymer Science Ser. С. 2015. V.57. №1. P.86-93) получила премию как имеющая максимальное количество обращений на сайте дистрибьютора журнала – компании Шпрингер в течение 2015 года.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору