Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Полимеры содержащие первичные, вторичные, третичные и четвертичные (кватернизированные) аминогруппы вызывают большой интерес при изучении путей очистки газовых смесей от кислых газов (CO2 и H2S) по аналогии с традиционной аминной очисткой. На основании данных представленных в литературе были выбраны стратегии синтеза мономеров, содержащих четвертичные аминогруппы, для получения полимерных ионных жидкостей (ПИЖ). В отчетный период 2018 г. по проекту был синтезирован ряд мономерных ионных жидкостей (МИЖ) по реакции Меншуткина на основе мономера 4-венилбензил хлорида (VBCl) и соединений, содержащих тритичный амин: триэтиламина (TEA), пиридина (Py), 1-метилимидазола (1-mim) и 1-бутилимидазола (1-bim). Затем путем обменной реакции с солью бис(трифлюэрометилсульфанил)имидом лития Li[Tf2N], были получены МИЖ с объемным органическим противоионом [Tf2N]. На основе синтезировнных МИЖ методом свободнорадикальной гомополимеризации были синтезированы полимерные ионные жидкости (ПИЖ) в различных растворителях. Полимеризация [VBTEA][Tf2N] и [VBPy][Tf2N] проводилась в среде N,N-диметилформамида (ДМФА) с использованием динитрил азоизомасляной кислоты (ДАК) в качестве инициатора. Полимеризация [VB1-mim]Cl и [VB1-bim]Cl проводилась в деионизированной воде с использованием окислительно-восстановительной системы K2S2O8/Na2S2O5 в качестве инициатора. Теплофизические свойства синтезированных полимеров были охарактеризованы методом масс-спектрометрического анализа выделяющихся газов в ходе пиролитического разложения. Было показано, что термическая деградация синтезированных ПИЖ начинается при температуре более 500 К, при этом во время деградации выделяются летучие компоненты, являющиеся либо фрагментами элементарного звена полимера, либо соединениями полученными в результате пиролитической перегруппировки фрагментов элементарного звена полимера. По результатам экспериментов в качестве растворителя получения непористых симметричных газоразделительных мембран из poly[VBTEA][Tf2N] был выбран ДМФА. Мембраны были получены методом полива на стеклянную подложку из растворов полимера в ДМФА различной концентрации: 3, 5, 7, 10 масс,%. Концентрация поливочного раствора оказывала влияние на толщине получаемых мембран. После полного испарения растворителя толщина мембраны составила от 25 до 45 μм, в зависимости от концентрации поливочного раствора. Помимо получения непористых симметричных газоразделительных мембран на основе poly[VBTEA][Tf2N], был также разработан подход к получению композиционных мембран нанесением раствора poly[VBTEA][Tf2N] в ДМФА на поверхность пористой подложки на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). Поверхность полученных мембран была охарактеризована методом смачивания. Хорошее смачивание поверхности мембраны как полярной жидкосться (H2O), так и неполярной (CH2I2) свидетельствует об амфифильной природе полимера poly[VBTEA][Tf2N]. Стабильность мембран была охарактеризована в экпериментах на грибостойкость. Было показано, что ПИЖ не является источником питания для микрогрибов, а является лишь матрицей для их роста. ИК-спектры образцов после экспериментов на грибостойкость подтверждают стабильность полимерной матрицы - обнаруживается идентичность с ИК-спектрами исходного poly[VBTEA][Tf2N] Полимерные ионные жидкости (ПИЖ) являются подклассом более широкого класса полимеров - электролиты. Для сравнения газотранспортных свойств мембран на основе ПИЖ с традиционными полиэлектролитами, был выбран природный полимер хитозан (ХТЗ), макромолекула которого является полиэлектролитом в протонированной форме в слабокислых водных растворах. Получением кватернизированного производного (кв-ХТЗ) можно реализовать ХТЗ в виде стабильного полиэлектролита. Химическая модификация хитозана была проводена по реакции кватернизации с хлоридом глицерил-3-метил аммония (ГТМАХ). Взаимодействие хитозана с ГТМАХ протекает через эпоксидное вскрытие, и реакция кватернизации проходит по аминогруппам ХТЗ. В результате модифицированная форма ХТЗ содержат кватернизованные и вторичные аминогруппы. Продукт кватернизации для дальнейших исследований очищали от исходного непрореагировавшего ГТМАХ в аппарате Сокслета в течение 48 часов, в качестве растворителя был выбран этанол, в котором растворяется только ГТМАХ. Была установлена зависимость количественного выхода продукта реакции от температуры проведения реакции. Образование кватернизированный ХИТОЗАН доказывали методом ИК-спектроскопии. Теплофизические свойства кв-ХТЗ были охарактеризованы методом масс-спектрометрического анализа выделяющихся газов в ходе пиролитического разложения. Термическая деградация кв-ХТЗ начинается при температуре чуть более 500 К, при этом термическая деградация исходного хитозана инициируется на 40 градусов выше, что соотносится с литературными данными. Следует отметить, что почти все производные хитозана, включая сополимеры с виниловыми мономерами имеют более низкую температуру разложения чем исходный хитозан (543 K). Пленочные материалы на основе полиэлектролита кв-ХТЗ получали методом полива 5% водного раствора кв-ХТЗ на лавсановую подложку с последующем испарением растворителя в равновесных условиях. После полного испарения растворителя толщина мембраны составила 93 μм, что обеспечивает достаточную механическую прочность, а непористая симметричная структура дает возможность применения мембраны для газоразделительных процессов. В рамках развития направления "зеленой" химии было изучено влияние новых синтезированных примеров на окружающую среду. Возможность утилизации синтезированного модифицированного полимерного материала в сравнении с исходным природным хитозаном оценивалась в лабораторных условиях in vitro штаммами грибов Aspergillus niger, A. terreus, A. oryzae, Chaetomium globosum, Paecilomyces variotii, Penicillium funiculosum, P. chrysogenum, P. cyclopum, Trichoderma viride. Химическая модификация хитозана не повлияла на свойства биоразлагаемости материала, на поверхности мембран на основе хитозана и кв-ХТЗ был виден активный рост всей композиции культур, наиболее конкурентными по степени развития выявлены штаммы Aspergillus niger и Penicillium funiculosum, которые используют материал в качестве источника питания. Также была проведена модификация поверхности мембран на основе полидиметилсилоксана и поливинилтриметилсилана с помощью обработки в потоке озона (10 л/ч) и обработки неравновесной радиочастотной низкотемпературной аргоновой плазме при низком давлении. Поверхность модифицированных мембран была охарактеризована методом смачивания с использованием воды, глицерина и дийодметана в качестве тестовых жидкостей. Для установления корреляции между шероховатостью подложки и шероховатостью получаемых полимерных мембран и с целью разработки метода получения композиционных мембран на основе полиэлектролитов с заданной площадью поверхности, в рамках проекта были проведены дополнительные исследования. В качестве материала подложек было выбрано боросиликатное стекло, поскольку оно обладает повышенной химической, термической и механической стойкостью. С целью получения определенной степени шероховатости поверхности подложек, исходное стекло обрабатывали методом химического травления. Полученные подложки использовали для получения симметричных непористых газоразделительных мембран на основе полимеров с различной гибкостью цепи и способностью к образованию водородных связей: полисульфона (ПСФ), триацетата целлюлозы (ТАЦ) и поливинилового спирта (ПВС). Мембраны получали из соответствующих полимерных растворов с использованием автоматического поливочного ножа MemcastPlus (Porometr, Бельгия) на инертных подложках с последующим испарением растворителей в равновесных условиях. Согласно АСМ-результатам шероховатость было показано, чем выше подвижность макромолекулярной цепи, тем больше поверхность полимера отражает структуру стеклянной подложки и ее шероховатость. При больших значениях шероховатости стекла этот эффект нивелируется, поскольку размеры неподвижных полимерных сегментов становятся несоизмеримы (много меньше) с перепадами высот поверхности подложки. Также было показано, что поверхности со значительной степенью развитости поверхности склоны к проявлению супергидрофобных свойств и не смачиваются большинством жидкостей. Таким образом, показано, что физико-химические и механические свойства полимеров не только зависят от их химической природы, но и сильно коррелируют со структурой их поверхности, которая может быть задана в процессе получения полимерного материала. Также в проекте были получены гелевые мембраны на основе композиций ПИЖ/ИЖ, в качестве ИЖ была выбран ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия ([bmim][ace]) благодаря способности реализовывать механизм облегченной диффузии кислых газов в газоразделительных мембранах. Поэтому, на первом этапе был проведен синтез [bmim][ace], и оценены индивидуальные газотранспортные свойства ИЖ с помощью иммобилизации последней в поры коммерчески доступной мембраны МФФК-1. Методом лиофильной сушки на основе полимеров poly[VBTEA][Tf2N], poly[VBPy][Tf2N] и кватернизированный ХИТОЗАН были получены гелевые полимерные мембраны с использованием воды в качестве подвижной фазы. Содержание воды в геле составило 10% от массы полимера. Для всех полученных образцов мембраны были получены данные о газопроницаемости индивидуальных газовых компонентов (азот, метан, диоксид углерода, сероводород).

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В отчетный период работы по настоящему проекту был проведен синтез мономеров ионных жидкостей по реакции Меншуткина на основе мономера 4-венилбензил хлорида (VBCl) и соединений, содержащих третичный амин: триэтиламина (TEA), пиридина (Py), 1-метилимидазола (1-mim) и 1-бутилимидазола (1-bim). Синтезы проводились на основе известных методик, описанных в литературе. Если в случае анионнообменных реакций – выход продуктов мономеров ионных жидкостей всегда был высок (более 95 %), то в случае получения мономеров ионных жидкостей с хлорид-анионом методы синтеза были оптимизированы для получения максимальных выходов продуктов, поскольку представленные в литературе методики не всегда приводили к получению продуктов с высокими входами. Для PyVBCl была оптимизирована процедура синтеза и предложен бессольватный синтез. По сравнению с известной методикой удалось увеличить выход на 20%. Для ряда синтезов мономеров ионных жидкостей синтез был не только оптимизирован по выходу продукта, но и по времени проведения, которое удалось снизить более, чем на 30 %. Все полученные мономеры ионных жидкостей были охарактеризованы методами ЯМР спектроскопии и Фурье ИК-спектроскопией. Определены физические и физико-химические свойства полученных мономеров. Из полученные мономеры ионных жидкостей были полимеризованы методом свободнорадикальной полимеризации в полимерные ионные жидкости. Экспериментально проверено несколько стратегий полимеризации вышеуказанных мономеров. Выбрана наиболее оптимальная. Конверсия составила 95-99%. Образование полимеров было доказано методом ЯМР-спектроскопии. В спектре 1Н ЯМР спектр полимеров наблюдали уширение сигналов протонов, характерное для высокомолекулярных соединений. Интегрирование сигналов подтверждает перемещение концевых протонов винильной группы в мономере из области слабого поля (в спектре мономера это два дубдета дублетов при 5.43 и 5.95 ppm) область сильного поля (размытые сигналы рядом с сигналом метиленовых и метильных протонов). Это более отчётливо видно в сравнительном 1Н ЯМР спектре мономера и полимера. Молекулярно-массовые характеристики полученных полимерных ионных жидкостей были исследованы методом светорассеяния. Стандартный метод гель-проникающей хроматографии использовать затруднительно, поскольку все полученные полимеры не растворяются в таких растворителях, как тетрагидрофуран, дихлорметан, хлороформ. Далее были получены симметричные пленки и композиционные мембраны. Определены их транспортные характеристики. По результатам экспериментов в качестве растворителя были выбраны ДМСО для полимеров с анионом бис-(трофторметилсульфонил)имида и H2O для полимеров с анионом хлора. Полимерные сплошные мембраны получены на специальном мембранном поливочном столе для формования пленок заданной толщины, методом полива с последующим испарением растворителя в изотермических условиях. Для получения пленок необходимой толщины, которые были бы механически прочными, но при этом достаточно тонкими для проведения экспериментов на газоразделительные свойства мембран подобрали концентрацию поливочного раствора. . Введение сшивающего агента в количестве 1 мольн. % приводит к увеличению прочности на ~ 80 МПа и снижению деформации на ~0,5%, что, по-видимому, обусловлено образованием поперечных связей между макромолекулами и снижением их подвижности друг относительно друга. Физические свойства полученных полимеров, из которых были изготовлены мембраны, были исследованы методом термогравиметрии. В результате проведения измерений по изучению газотранспортных характеристик мембраны на основе pVBPy-Cl, pVBPy-Tf2N, pVBTEA-Cl, pVBTEA-Tf2N со сшивающим агентом и без. Методом радикальной полимеризация синтезированых полиэлектролиты, содержащие кватернизированные аминогруппы, на основе природных полисахаридов. Выход продукта при 50 ° С составил 35%, при 65 ° С - 47%, при 80 ° С - 73%. Содержание азота в алкилированных производных оценивали с помощью метода Кьельдаля. Производное разлагали с концентрированной H2SO4 до количественного образования (NH4)2SO4, используя в качестве катализатора безводный сульфат меди. Образовавшийся сульфат аммония переводили в аммиак, который далее отгоняли, а затем титровали 0,01н. HCl. Степень замещения была рассчитана по содержанию не превышала 0,18% для кватернизированного хитозана, 0,75% для кватернизированного крахмала. Структуру алкилированных производных исследовали методами ИК- и ЯМР-спектроскопии. В ИК-спектрах алкилированного хитозана (крахмала) присутствуют полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям функциональных групп полисахаридов, а также колебаниям связей С–Н в СН3-группах ГТМАХ при 1481 обр.см. Доказательством того, что модификация прошла успешно является появление сигнала в области 3,1 м.д на спектре ПМР, соответствующего метильным группам четвертичной аммониевой соли. Прочность пленок на основе кватеринизированного хитозана (ХТЗ:ГТМАХ = 1:3 основа-моль/моль) составляла 31,5 МПа, деформация достигала 14%. Проведено измерение газотранспортных характеристик с учетом влияния влагосожержания в измеряемом газе. Проницаемость кватернизированного хитозана в случае влажных газов по азоту и метану катастрофически снижается. При этом наблюдаются рекордные значения для коэффициента проницаемости воды. В случае измерения влажного потока диоксида углерода мембрана на основе кватернизированного хитозана разрушалась. Этот эффект наблюдался для всех исследованных образцов полимерных пленок на основе кватернизированного хитозана. По всей видимости, этот эффект соотносится с капиллярной конденсацией влаги из газового потока в микропустоты полимера, а сорбция диоксида углерода в такой воде, по всей видимости, приводит к разрушению мембраны из-за недостаточного отвода газа из мембраны и большого сродства системы вода-диоксид углерода с кватернизированным хитозаном. Коэффициенты проницаемости ПИЖ с хлорным анионом показывают относительно высокие значение транспортных характеристик. Была проведена модификация поверхности мембран на основе полидиметилсилоксана (ПДМС) и поливинилтриметилсилана (ПВТМС) с помощью обработки неравновесной радиочастотной низкотемпературной аргоновой плазме при низком давлении. Метод смачивания чувствителен как к изменению химической природы поверхности, так и к изменению шероховатости поверхности модифицируемых мембран. Исходные образцы плохо смачиваются полярным растворителем – водой (θ=92˚ в случае ПВТМС и θ=94˚ в случае ПДМС), при этом наблюдается хорошее смачивание неполярной тестовой жидкостью – дийодметаном (θ=63˚ в случае ПВТМС и θ=64˚ в случае ПДМС). Таким образом, можно говорить о гидрофобной природе поверхности исходных мембран. При обработке аргоновой плазмой, химической модификации поверхности не происходит, однако высокоэнергетические частицы приводят к удалению с поверхности частиц различной природы: фрагментов полимерных молекул, различных загрязнений и примесей. Это приводит к изменению шероховатости поверхности мембран. После обработки мембраны на основе ПВТМС плазмой мощностью 10W и 40W, она стала лучше смачиваться водой и глицерином, при этом, смачиваемость дийодметаном не изменилась. После получения результатов измерения газотранспортных характеристик показано, что транспортные характеристики для мембраны ПДМС снизились, при увеличении значений селективности. А для мембраны на основе ПВТМС было характерно наоборот снижение селективности, при постоянстве транспортных характеристик.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В проекте проведен синтез виниловых мономеров из производных ароматических виниловых мономеров, винилимидазола, содержащих 1,3-диалкилимидазолиевый катион и четвертичную аммониевую группу по оптимизированным методикам. Расширен круг объектов посредством использования различных противоионов. В качестве противоионов логическим дополнением и продолжением данного направления будет использование разнообразных анионов (например, таких как [BF4]- , [PF6]-). Образование и чистота полученных соединений были подтверждены методами ЯМР 1Н и 13С спектроскопии, ИК-спектроскопии и элементным анализом. Все полученные соединения были охарактеризованы методами ИК, 1H, 13C ЯМР спектроскопии, а также был проведён элементный анализ полученных соединений. Для полученных на третьем этапе проекта ионных жидкостей были получены ЯМР спектры в дейтерированном ДМСО. Все полученные соединения имеют общий фрагмент винилбензильной группы, поэтому во всех протонных спектрах наблюдаются сигналы одинаковых протонов с близкими химсдвигами. Так, в области слабого поля обнаруживают себя ароматические протоны бензольного кольца (дублеты или мультиплеты в районе 7.40 – 7.60 ppm), геминальный (6.6 – 6.8 ppm) и терминальные (5 – 6 ppm) протоны винильной группы, расщепляющиеся друг на друге и наблюдаемые в спектрах как правило в виде дублета дублетов в каждом случае. В слабом поле неизменно наблюдается синглет метиленовой группы (4 – 5 ppm). Для пиридиновых и имидазольных МИЖ в области слабого поля также выходят протоны имидазольных колец (область 7 – 9 ppm). Алифатические протоны аминогрупп наблюдаются в области сильного поля. Для углеродных спектров также прослеживается схожая закономерность: ароматические протоны бензольного (2 сигнала для двух пар третичных, 2 сигнала четвертичных углеродов), пиридинового (3 сигнала: для орто-, мета-и пара углеродов) и имидазольного колец (2 сигнала). В области слабого поля также выходят углероды винильной группы. Протоны метиленовой группы и алифатические протоны заместителей при четвертичном атоме азота наблюдаются в области среднего и сильного поля. Соотнесение сигналов проведено на основе корреляций DEPT, HSQC, HMBC. ИК-спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR) мономерных жидкостей была проведена в диапазоне волновых чисел от 400 до 4000 см-1 с разрешением 4 см-1, 15 сканов со временем экспозиции 30 секунд (IRAfinity-1, Shimadzu, Япония). Измерения проводились на воздухе при комнатной температуре. При сравнении спектров исходных хлорных ионных жидкостей с полученными на их основе в результате анионнообменных реакций ионных жидкостей с бис-трифлимидом, тетрафторборатом и гекафторфосфатом наблюдались небольшие сдвиги характеристических пиков и появились новые пики, отвечающие аниону. В спектрах мономеров ионных жидкостей полосы, отвечающие колебаниям в катионе находятся в диапазонах 2900-3100, 1400-1650 см-1, а именно: полосы характеристичных валентных колебаний связей C-H наблюдаются в районе 3000 см-1 (ароматические и алифатические). Колебания С=С связей бензольных, имидазолиевых колец проявляются в виде двойных пиков в районе 1620, 1470 и 1400 см-1, а также одиночного 1515 см-1. Полоса при 1635 см-1 в спектрах МИЖ относится к связи С=С винильного фрагмента. Для полученных мономеров, являющимися жидкостями при комнатной температуре были измерены теплофизические характеристики: измерены вязкость и плотность при различных температурах. Плотности полученных ионных жидкостей варьируются в диапазоне 1.1-1.2 г/см3. В целом для соединений наблюдалась общая физическая закономерность: при повышении температуры измерения плотности жидкостей незначительно снижались. В отличие от плотности, зависимость вязкости от температуры носит более критический характер: при повышении температуры на каждые 10 К в заданном интервале температур вязкость снижается практически вдвое. Для полученных ионных соединений методом дифференциальной сканирующей калориметрии были проведены измерения термодинамических параметров фазовых переходов и температур фазовых переходов. При этом соединения является стабильным и разложение его начинается выше 300 °C.Однако, некоторые соединения плавились с разложением и посчитать параметры фазовых переходов не представилось возможным. В целом, для мономерных ионных жидкостей с органическим анионом – бистрифлимидом – температура плавления оказалась предсказуемо наименьшей. Температуры плавления остальных МИЖ лежат в интервале 115-174 оС, причём не было выявлено зависимости устойчивости МИЖ от характера аниона, что говорит о том, что устойчивость ИЖ обуславливается не характером отдельных её составляющих (катиона или аниона), но их комбинацией. Для изучения структуры VBTEA-Cl были выращены кристаллы из концентрированного раствора в ацетоне, однако при проведении эксперимента ренгеноструктурного анализа не было детектировано рефлексов (кристаллы «не отражают») и данные о структуре в кристалле получены не были. На предыдущих этапах проекта была разработана стратегия получения полимерных ионных жидкостей (ПИЖ) посредством полимеризации ионных жидкостей с последующим замещением аниона хлора на функциональный противоион Было установлено, что при использовании такой стратегии наиболее удобной системой для полимеризации является: растворитель деионизированная вода (1:1 по массе мономера), инициатор персульфат калия (0.5% масс.) – такое соотношение позволяет получить наибольшие молекулярные массы полимеров и высокие (до 95 %) конверсии. Для получения полимеров с анионами: бис-(трофторметилсульфонил)имидом, тетрафторборатом, гексафторфосфатом – проводили анионнообменные реакции полимеров с хлорид-анионами и комплексными солями. Для мономеров, являющихся жидкостями при комнатной температуре, проводили полимеризацию в массе – для получения симметричных и композиционных мембран (более подробно описано далее). Полученные полимеры были охарактеризованы методами 1Н ЯМР и ИК-спектроскопии. В спектре 1Н ЯМР спектр полимеров наблюдается уширение сигналов протонов, характерное для высокомолекулярных соединений. Наибольших значений молекулярных масс удалось достичь для ряда полимеров poly-VBTEA-X. Вероятно, причиной тому меньший объём заместителя (триэтиламмоний хлорид) по сравнению с объёмными пиридиновым и имидазольными кольцами для других рядов мономеров, что обуславливает отсутствие пространственных затруднений и как следствие более активный рост цепи в процессе полимеризации и достижение высоких молекулярных масс полимеров. Непористые симметричные полимерные мембраны были изготовлены методом инверсии фаз с применением сухого способа формования (EIPS), из литьевого раствора, содержащего различное количество полимера, с использованием автоматического устройства для нанесения пленочного покрытия MEMCAST™ (Porometer, Германия). Предварительно была изучена растворимость полимеров в воде и различных органических растворителях. Для изготовления непористых симметричных мембран на основе полимеров, содержащих хлорный анион, была использована вода, поскольку вода не только хорошо растворяет полимеры, но и обладает высоким значением энтальпии испарения и относительно высокой температурой кипения, что способствует равновесному процессу испарения. Опытным путём было установлено, что наилучшим растворителем для полимеров, содержащих анионы Tf2N, BF4, PF6 является ДМСО и ДМФА, поскольку при использовании этих растворителей удалось получить равномерные тонкие плёнки. После литья полимерного раствора мембраны высушивали 24 часа при температуре 30℃, затем их сушили в вакуумном шкафу 12 часов при комнатной температуре (Таблица 8). Для полученных плёнок были определены механические свойства, а именно прочность на разрыв (σ, МПа) и относительное удлинение при разрыве (ε,%) Наибольшая прочность наблюдалась для ряда полимеров poly-VBTEA-X, то есть для полимеров с наибольшими молекулярными массами, наименьшая – для ряда poly-VBPy-X, в котором полимеры имели наименьшие значения ММ. Кроме того, в каждом из рядов плёнки из полимеров с анионом TF2N имели наименьшую разрывную прочность и наибольшее относительное удлинение. Полученная закономерность может быть объяснена наиболее «рыхлой» структурой плёнок, обусловленной пространственными факторами организации макромолекулы: объёмный органический анион бистрифлимид способствует более разряженной организации цепей и как следствие – материал обладает повышенной эластичностью и пониженной прочностью (относительно полимеров с тем же поликатионом и другими анионами). Для расчёта энергетических параметров поверхностей мембран были проведены эксперименты по измерению краевого угла смачивания мембран жидкостями различной природы. Сравнение данных смачиваемости жидкостями различной природы позволяет оценить различие в структуре полимеров. В случае полимеров на основе пиридина и триэтиламина образцы с анионами Tf2N и BF4 хорошо смачивались дийодметаном (неполярная жидкость с самым низким поверхностным натяжением из трех исследуемых жидкостей), что свидетельствует о наличии на их поверхности неполярных групп. Обратная ситуация наблюдалась при смачивании поверхности этих образцов полярными тестовыми жидкостями (водой и глицерином). Мембраны смачивались ими, но значительно хуже, чем дийодметаном, что свидетельствует о том, что полярных групп на поверхности образцов меньше, чем неполярных. Однако полимер pVBTEA-PF6 лучше смачивался полярными тестовыми жидкостями, что говорит о том, что полярных групп на его поверхности больше, чем неполярных. Отдельно стоит выделить полимеры pVBPy-PF6 и pVBmim- PF6. Эти полимеры способны образовывать водородные связи как с водой, так и с глицерином, однако наблюдается также сравнимая смачиваемость дийодметаном. Такой эффект наблюдается, по-видимому, из-за пространственной организации цепей полимера в плёнке: на поверхности присутствуют как полярные части полиэлектролита (катион пиридиния/имидазолия + гексафторфосфат), так и неполярные цепочки, образованные при полимеризации винильных фрагментов МИЖ. Предположительно, в цепи происходит статистическое распределение "вверх"-"вниз" полярным фрагментом (Схема 4), что приводит к тому, что мембраны на основе ПИЖ pVBPy-PF6 и pVBmim- PF6 умеренно смачиваются как полярными (вода, глицерин), так и неполярными (дийодметан) испытательными жидкостями. Композиционные мембраны были изготовлены методом инверсии фаз по технологии послойного нанесения (layer-by-layer) с применением сухого способа формования (EIPS) из литьевого раствора, содержащего различное количество полимера на ультрафильтрационной подложке компании ЗАО НТЦ «Владипор». Также был отработан способ изготовления композиционных мембран в динамике и методом касания (“kiss-coating”). Для изготовления композиционных полимерных мембран методом касания (“kiss-coating”) на готовые подложки наносили водный раствор, содержащий 3 масс% полимера pVBPy-Cl Полученные полимерные мембраны сушили в вакуумном шкафу 12 часов при комнатной температуре. Затем на поверхность мембраны наносили натриевую соль поли(4-стиролсульфоновой кислоты и малеиновой) кислот «PSSA-MA» либо раствор смеси поли(акриловой и малеиновой) кислот «PAA-MA», с использованием метода kiss-coating и сушили при комнатной температуре 4 часа Определение газотранспортных характеристик полученных композиционных мембран было выполнено для индивидуальных газов, для компонентов двух бинарных и одной тройной газовых смесей, а также для компонентов газовой смеси в присутствии паров воды. В первую очередь было проведено определение проницаемости ряда композиционных мембран для индивидуальных газов методом постоянного давления-переменного объема. В результате такого экспериментального определения проницаемости были определены проницаемости композиционных мембран pVBTEA-Cl, pVBTEA-Tf2N, pVBTEA-BF4, pVBTEA-PF6, pVBbim-Cl, pVBbim-TF2N, pVBbim-BF4, pVBbim-PF6 для азота, метана, диоксида углерода и сероводорода. Также была определена идеальная селективность для пар газов: CO2/N2, CO2/CH4, H2S/N2, H2S/CH4, H2S/CO2. На основании полученных результатов были определены две наиболее перспективные композиционные мембраны: pVBTEA-Tf2N и pVBbim-Tf2N. Эти мембраны обладают наибольшей проницаемостью по CO2 и H2S: 0.612 и 2.41 GPU для мембраны pVBTEA-Tf2N; 0.662 и 3.12 GPU для мембраны pVBbim-Tf2N. Далее