Высокомолекулярные соединения. Серия С, 2024, № 1

Российская академия наук
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ 
СОЕДИНЕНИЯ
(Серия C)
Том 66    № 1    2024    Январь
Основан в январе 1959 г.
Выходит 2 раза в год 
ISSN: 2308-1147
Журнал издается под руководством 
Отделения химии и наук о материалах РАН
Главный редактор
А.А. Яроcлавов
Международный консультативный совет:
M. Antonietti (Potsdam, Germany), M. Ballauff
  (Berlin, Germany), 
A.A. Berlin (Moscow, Russia), V.M. Buznik (Moscow, Russia), J. Genzer (Raleigh, USA), 
A. Grosberg (New York, USA), A.V. Kabanov (Omaha, USA), 
P.G. Khalatur (Ulm, Germany/Moscow, Russia), V.G. Kulichikhin (Moscow, Russia), 
A.M. Muzafarov (Moscow, Russia), I.A. Novakov (Volgograd, Russia), 
A.N. Semenov (Strasbourg, France), S.S. Sheiko (Chapel Hill, USA), 
S. Slomkowski (Lodz, Poland), Y.S. Vygodskii (Moscow, Russia), 
V.P. Zubov (Moscow, Russia)
Редакционная  коллегия:
А.Ю. Бобровский, Э.Р. Бадамшина, В.В. Василевская, Д.Ф. Гришин, 
С.А. Дубровский, Я.В. Кудрявцев (зам. главного редактора), С.В. Люлин, 
А.Л. Максимов, Ю. Мэнь, А.Н. Озерин, П.М. Пахомов, А.А. Полоцкий,
 С.А. Пономаренко, В.Г. Сергеев, И.Л. Федюшкин, О.Е. Филиппова, А.Р. Хохлов, 
Е.В. Черникова (отв. секретарь), С. Чжу, Ю.А. Щипунов, А.В. Якиманский
Зав. редакцией Е.Г. Горшенина
Адрес редакции: 119991 Москва, Ленинский пр., 29 
ИНХС РАН, тел. 8(495)952-50-68, E-mail: vms@ips.ac.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Высокомолекулярные 
     соединения” (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 66, номер 1, серия С, 2024
К юбилею академика И.А. Новакова 
3
Влияние состава сополимеров глицидилметакрилата и алкилметакрилатов на свободную энергию 
и лиофильные свойства покрытий
Ю. Д. Григорьева, О. В. Коляганова, В. В. Климов, Е. В. Брюзгин, А. В. Навроцкий, И. А. Новаков 
5
Полимеры пониженной горючести на основе фосфорсодержащих метакрилатов
 
С. В. Борисов, М. А. Ваниев, А. Б. Кочнов, О. И. Тужиков, О. О. Тужиков, Б. А. Буравов,
Д. А. Шаповалова, А. Х. Д. Аль-Хамзави, И. А. Новаков 
17
Эластомеры на основе бутадиеннитрильного каучука, стабилизированные n-арилзамещенными 
камфан-2 и фенхан-2-аминами
Д.А. Нилидин, М. А. Ваниев, А. А. Вернигора, Данг Минь Тхуи, С. Г. Губин, А. В. Давиденко,
Н. А. Салыкин, И. А. Новаков 
28
Хлорсульфированный полиэтилен. Особенности структуры и физико-химические свойства
А. А. Селезнев, Г. В. Степанов, С. А. Сафронов, Т. П. Алейникова, В. А. Навроцкий 
40
Огнетеплозащитные полимерные материалы и покрытия с функционально активными 
фосфорборазотсодержащими компонентами
В. Ф. Каблов, Н. А. Кейбал, В. Г. Кочетков 
49
Электронный транспорт при импульсном механическом воздействии на композиции полилактида 
и восстановленного оксида графена
А. И. Александров, В. В. Ткачев, В. Г. Шевченко, А. Н. Озерин, С. З. Роговина, А. А. Берлин 
67
Соли органических кислот как восстановители в контролируемой радикальной полимеризации 
с переносом атома
И. Д. Гришин, О .С. Гуляева, Ю. А. Кузнецова, Е. И. Зуева, Д .Ф. Гришин 
74
Синтез и фазовое поведение нового кремнийорганического полимера с фрагментами [1]
бензотиено[3,2-b][1]бензотиофена в основной цепи
И. О. Гудкова, Е. А. Заборин, О. В. Борщев, А. В. Бакиров, С. Н. Чвалун, С. А. Пономаренко 
82
Интерполиэлектролитные комплексы амфифильных полимеров: тот случай,  
когда последовательность синтеза влияет на свойства
П. А. Фетин, А. Е. Минов, И. М. Зорин 
93
Влияние состава неионогенных и катионных сополимеров  
алкоксиолиго(этиленгликоль)метакрилатов и додецилметакрилата на их свойства в растворах
Д. М. Каморин, О. А. Казанцев, А. С. Симагин, Д. В. Орехов, М. В. Савинова, И. Р. Арифуллин, 
А. П. Сивохин  
103
Кинетические константы полимеризации изопрена на полицентровом гадолиниевом катализаторе
Д.В. Стяжкин, В.М. Янборисов, Н. В. Плотникова, С. В. Колесов 
115
Синтез и флокулирующие свойства магнитоуправляемых нанокомпозитов
В. Е. Проскурина, Ю. Г. Галяметдинов 
125

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C, 2024, том 66, № 1, с. 3–4
К ЮБИЛЕЮ АКАДЕМИКА И.А. НОВАКОВА
высококвалифицированных 
специалистов 
и 
много 
летнюю добросовестную работу”. 
Иван Александрович – автор более 1500 научных работ, в том числе 7 монографий и 262 патентов. И.А. Новаков является членом редколлегии более десяти научных изданий, среди 
которых журналы “Высокомолекулярные соединения”, “Журнал прикладной химии”, “Пластические массы”, “Тонкие химические технологии” и др.
И.А. Новаков является председателем диссертационного совета 24.2.282.01 при ВолгГТУ. Под 
его руководством успешно защищены 56 кандидатских и 12 докторских диссертаций. 
2 июля 2024 года исполнилось 75 лет академику Российской академии наук Ивану Александровичу Новакову.
Научная, педагогическая и организационная 
работа Ивана Александровича неразрывно связана с Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ). В период с 1988 
по 2014 гг. И.А. Новаков был ректором университета, а с 2014 г. по 2024 г. — Президентом 
ВолгГТУ, являясь по совместительству заведующим кафедрой Аналитической, физической химии и физико-химии полимеров с 1991 года. 
Фундаментальные 
исследования 
Ивана 
Александровича. 
разноплановы 
и 
актуальны. И.А. Новаковым с коллегами разработаны 
эластомерные материалы из реакционноспособных олигомеров методом свободно-литьевого 
формования. Ключевые преимущества данного 
метода состоят в том, что не требуется применения энергоемкого и металлоемкого оборудования, а физико-химический процесс формирования покрытия реализуется при стандартном 
давлении и температурных условиях окружающей среды, что предопределило возможность 
решения актуальных задач в области спортивного строительства при устройстве синтетических покрытий, отвечающих международным 
стандартам. Получаемые покрытия отличаются 
высокой стойкостью к атмосферному старению 
и разрешены к применению как в открытых, так 
и в закрытых помещениях. Результаты работы 
внедрены более чем на 3000 спортивных объектов общей площадью более 3 млн м2. В 2016 г. 
авторский коллектив удостоен премии Правительства Российской Федерации в области науки 
и техники.
И.А. Новаковым развито одно из приоритетных направлений современной химии полимеров, связанное с созданием тепло-, термо- 
и химически устойчивых полимеров на основе 
каркасных структур. Методы синтеза функциональных производных адамантана были реализованы в НПО “Биолар” (Латвия), адамантансодержащие полиимидные пленки апробированы 
И.А. Новаков имеет множество наград и достижений, в том числе почетный работник 
высшего профессионального образования Российской Федерации (1998 г.), заслуженный деятель науки Российской Федерации (2004 г.), 
лауреат 
премии 
издательской 
компании 
“Наука/Интерпериодика” за лучшую публикацию (2005 г.), почетный работник науки и техники 
Российской Федерации (2009 г.). И.А. Новаков 
награжден орденом “За заслуги перед Отечеством” III степени “За большие заслуги в научно-педагогической деятельности, подготовке 
3

и организовать его промышленное производство 
мощностью 1500 т/год. За эту работу И.А. Новаков с коллегами удостоен в 2004 г. “Премии города-героя Волгограда” в области науки и техники. 
в НПО “Пластик” (Москва), а адамантансодержащие сополиамидные волокна прошли успешные испытания в производственных условиях 
Черниговского ПО “Химволокно”. На основе 
адамантансодержащих диаминов разработан ассортимент новых оптических клеев со специальным комплексом свойств, которые внедрены 
на предприятиях радиоэлектронной промышленности. За серию работ в этом направлении 
И.А. Новаков с коллегами удостоен премии 
С.В. Лебедева (2007 г.). 
Разработана технология получения коагулянта на основе гидроксихлорида алюминия 
для подготовки воды, получен гигиенический 
сертификат на подготовку воды хозпитьевого 
назначения и на очистку оборотной воды. Организовано производство коагулянта на АООТ 
“Волжский азотно-кислородный завод” мощностью 800 т/год.
Под его руководством осуществлены систематические исследования по синтезу ранее не 
опи 
санных азометиновых соединений, используемых в качестве ускорителей вулканизации, 
стабилизаторов термоокислительного старения 
и промоторов адгезии, внедренных на ряде заводов Волжского региона. 
Под руководством Ивана Александровича 
Новакова впервые проведены систематические 
исследования радикальной полимеризации ионизирующихся мономеров в присутствии органических пероксидов и соединений – доноров атома водорода, а также матричных систем. 
Найдены подходы к регулированию кинетических параметров процесса и молекулярных 
характеристик образующихся полимеров для 
получения катионных полиэлектролитов, обладающих высокой флокулирующей активностью. 
Выявленные закономерности позволили разработать оригинальную рецептуру и технологию 
производства катионного флокулянта КФ-91 
Редколлегия и редакция журнала, коллеги и 
ученики сердечно поздравляют Ивана Александровича с 75-летием и желают ему доброго здоровья и новых творческих успехов.
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C
№ 1
2024
том 66

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C, 2024, том 66, № 1, с. 5–16
УДК 541.64:547.39
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СОПОЛИМЕРОВ ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА 
И АЛКИЛМЕТАКРИЛАТОВ НА СВОБОДНУЮ ЭНЕРГИЮ 
И ЛИОФИЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ
© 2024 г. Ю. Д. Григорьеваа, О. В. Колягановаа, В. В. Климовa,*, Е. В. Брюзгинa, 
А. В. Навроцкийa, И. А. Новаковa
аВолгоградский государственный технический университет. 
400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28
*е-mail: vicklimov@gmail.com
Поступила в редакцию 19.02.2024 г. 
После доработки 21.03.2024 г. 
Принята к публикации 09.04.2024 г.
В качестве альтернативы фторированным модификаторам для эффективного снижения свободной энергии поверхности предлагается использование реакционноспособных сополимеров на 
основе глицидилметакрилата и алкилметакрилатов с различной длиной алкильного заместителя 
(С6–С18). Показано влияние строения и состава сополимеров на свободную энергию поверхности и работу адгезии к полярным и дисперсионным тестовым жидкостям. На гладкой поверхности полимерные покрытия на основе функциональных сополимеров характеризуются низкими 
значениями свободной энергии поверхности (до 19 мН/м) и обеспечивают достижение высокогидрофобного состояния смачивания с контактными углами до 105q. Исследована устойчивость 
супергидрофобного состояния полимерных покрытий на текстурированной поверхности алюминия марки АМГ2М с начальными углами смачивания до 168q 1.
DOI: 10.31857/S2308114724010017, EDN: MGLENB
ВВЕДЕНИЕ
Смачиваемость является фундаментальным 
свойством поверхности твердого тела, определяемым межмолекулярными взаимодействиями 
и характеризующим степень смачивания поверхности каплей жидкости [11]. Количественно 
смачивание характеризуется контактным углом 
на границе раздела трех фаз: твердого тела, жидкости и пара [12, 13]. Согласно теории Юнга, 
применимой только к идеально гладкой поверхности [14], в зависимости от контактного угла 
твердые поверхности подразделяют на гидрофильные, с углами смачивания до 90q, и гидрофобные, с углами смачивания более 90q.
Свободная энергия поверхности является одним из наиболее важных свойств, определяющих 
смачиваемость, трение и адгезию поверхности 
субстратов [1–4]. Материалы с низкой поверхностной энергией могут быть использованы в 
качестве водоотталкивающих, антикоррозионных, противообрастающих и самоочищающихся 
покрытий [5–8]. В связи с этим одной из актуальных областей исследований является направленное изменение свойств границы раздела фаз, 
позволяющее управлять лиофильными характеристиками поверхности, в частности придавать 
привычным материалам водоотталкивающие 
свойства [9, 10]. В качестве модификаторов поверхности наиболее привлекательным является 
использование полимеров, которые не только 
обеспечивают снижение свободной энергии, но 
и позволяют придать поверхности специфические свойства полимерного материала за счет 
макромолекулярной структуры и возможности 
регулирования состава в процессе синтеза.
1 Дополнительные материалы доступны по DOI статьи: 
10.31857/S2308114724010017.
В зависимости от топографии и химического 
состава приповерхностного слоя возможно достижение предельных состояний смачивания – 
супергидрофильности (полное смачивание) и 
супергидрофобности 
(полное 
несмачивание) 
[15–18]. Влияние шероховатости поверхности 
на ее смачиваемость описывают две основные 
теории: модель Вензеля [19, 20] и модель Касси‒
Бакстера [21,22]. Для одной и той же топологии 
поверхности основной вклад в гидрофобные 
свойства вносит поверхностная энергия подложки, и чем она ниже, тем большее будут контактные углы. Низкая поверхностная энергия 
5

ГРИГОРЬЕВА и др.
снижает работу адгезии и, следовательно, увеличивает водоотталкивающие свойства [23]. 
Известно, что крайне низкими значениями 
поверхностной энергии характеризуются полиэдрические олигомерные силсесквиоксаны (порядка 10 мН/м) [24, 25], а также полимеры на 
основе силанов и метакрилатов с алкильными, 
фторалкильными и перфторалкильными заместителями [26–30]. Основным ограничением их 
применения является низкая адгезия к поверхности субстратов. 
покрытия на основе полимерного модификатора с наполнителями, для которых исследование 
свободной энергии поверхности некорректно. 
Например, в работе [17] получено супергидрофобное нанокомпозитное покрытие с использованием модифицированных наночастиц диоксида кремния и сополимера метилметакрилата и 
додецилметакрилата. Необходимо отметить, что 
данные по исследованию других полимеров в качестве эффективных агентов снижения свободной энергии поверхности в литературе представлены фрагментарно (например, полистирол [39], 
полиметилметакрилат [40]). 
В данной работе в качестве альтернативы фторированным модификаторам предлагается применять сополимеры алкилметакрилатов (АлМА) 
с глицидилметакрилатом (ГМА), являющиеся 
перспективными агентами снижения свободной 
энергии поверхности и позволяющие придать 
модифицированной 
поверхности 
гидрофобные свойства. Входящие в состав сополимеров 
углеводородные заместители АлМА отвечают за 
снижение поверхностной энергии, а эпоксидные 
группы обеспечивают ковалентное закрепление 
модификатора на поверхности субстрата [41–
43]. Цель настоящй работы – изучение влияния 
структуры ряда алкилметакрилатов (С6‒С18) и 
состава сополимеров при варьировании содержания якорного и функционального сомономеров на изменение поверхностной энергии и 
устойчивость супергидрофобного состояния.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалы и реактивы
Наибольший интерес представляют полимерные модификаторы, которые не только обеспечивают снижение поверхностной энергии, 
но и способны к ковалентному закреплению на 
поверхности субстрата. Ранее нашей научной 
группой было исследовано влияние состава реакционноспособных сополимеров глицидилметакрилата и фторалкилметакрилатов на свободную поверхностную энергию и лиофильные 
свойства полимерных покрытий на их основе 
[31]. Показано, что на гладкой поверхности покрытия на основе данных сополимеров с содержанием атомов фтора в мономерном звене от 3 
до 7 характеризуются значениями свободной 
энергии поверхности (от 25 до 13 мН/м), сравнимыми с таковыми для полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов и перфторакрилатов. 
Стоит заметить, что, несмотря на признание 
перфторированных соединений предпочтительными модификаторами для изготовления супергидрофобных поверхностей из-за их низкой 
свободной поверхностной энергии [32, ], их существенным недостатком является дороговизна. 
Кроме того, необходимо отметить, что одно из 
актуальных направлений развития современной 
химии – отказ от перфторированных соединений [34–37]. 
В исследовании поверхностной энергии использовали предметные стекла для микроскопа 
размером 20 × 10 мм, а в исследованиях угла смачивания – образцы алюминия марки АМГ2М (с 
содержанием магния порядка 2%) размером 20 × 
× 10 мм и толщиной 0.8 мм. Растворителями служили метилэтилкетон (99%, ч), метанол (99.5%, 
х.ч.) фирмы “Вектон”, деионизированная вода, 
дийодметан (99%) фирмы “Aldrich”, этиленгликоль (99.6 %) фирмы “Компонент-Реактив”, пропиленкарбонат (99.5 %) фирмы “Acros Оrganics” 
и соляная кислота (38%) фирмы “Вектон”.
В качестве альтернативных агентов снижения свободной энергии поверхности могут быть 
использованы полимеры, содержащие углеводородные заместители. Например, в работе [38] 
проведено исследование влияния длины алкильного заместителя в ряду полиалкилметакрилатов 
(С6–С20) на гидрофобные свойства поверхности. Полученные покрытия характеризуются 
высокогидрофобным состоянием с контактным 
углом до 120q, недостатком данных систем является формирование покрытий только за счет 
адгезии. В работе [8] в качестве гидрофобных 
полимерных агентов синтезированы сополимеры полидиметилсилоксана с рядом алкил(мет)
акрилатов, обеспечивающие снижение свободной энергии поверхности до 28,6 мН/м. 
В ряде работ авторы не проводят исследования свободной энергии поверхности полимерных покрытий или получают композиционные 
Глицидилметакрилат (ГМА, 97%) перед применением перегоняли под вакуумом при 50qC. 
Гексилметакрилат (ГеМА), 98%; децилметакрилат (ДМА), 95%; лаурилметакрилат (ЛМА), 
96%; тетрадецилметакрилат (ТДМА), 96%; стеарилметакрилат (СМА), 97% и ДАК, 98% фирмы “Aldrich” использовали без дополнительной 
очистки.
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C
№ 1
2024
том 66

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СОПОЛИМЕРОВ ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА
Синтез статистических сополимеров ГМА и АлМ, 
и модификация материалов
измеренного массового содержания углерода в 
сополимере Zc по формуле
 
ωc
c
c
c
c
M
M
M
N
x
M
N
1
2
1
1
+
(
) −
×
+
×
×
, 
(1)
Статистические сополимеры ГМА и АлМА 
синтезировали в метилэтилкетоне при мольном 
соотношениях ГМА : АлМА (9, 4, 2.5, 2, 1.5) : 1 
и общей концентрации мономеров 1 моль/л при 
70 
qС в течение 24 ч. Инициатором служил ДАК. 
Сополимеры ГМА и АлМА высаживали в холодный метанол, затем сушили при пониженном 
давлении до постоянной массы.
где M1 и M2 – молекулярная масса мономеров, 
Mc – атомный вес углерода, Nc1 и Nc2 – число 
атомов углерода в сомономерном звене, x – отношение количества звеньев мономера с молекулярной массой M2 к числу звеньев мономера с 
молекулярной массой M1 в сополимере.
Растворы сополимеров готовили в метилэтилкетоне согласно методике, описанной ранее [44].
Закрепление синтезированных сополимеров 
на поверхности стекла 
Морфологические особенности и химический состав поверхности модифицированных 
образцов алюминия исследовали методом сканирующей электронной микроскопии на приборе “Versa 3D” (FEI, США), оснащенном энергодисперсионным микроанализатором “EDAX 
Apollo X”, в режиме низкого вакуума при давлении водяных паров в камере 10‒80 Па, ускоряющем напряжении 10–20 кВ, токе пучка от 13 пА 
до 4 нА.
Морфологию поверхности образцов исследовали методом АСМ на сканирующем зондовом 
микроскопе“ Solver Pro” (НТ-МДТ, Россия) в 
полуконтактном режиме. Изображения обрабатывали с помощью программы WSxM [46]. 
АСМ-анализ выполняли как минимум для трех 
различных участков на поверхности.
Образцы стекла предварительно промывали 
мыльным раствором, затем дистиллированной 
водой и сушили в термошкафу при 80 qС в течение 
30 мин. Далее высушенные стекла подвергали обработке кислородной плазмой низкого давления 
на приборе фирмы “Diener” модели FemtoPCCE 
в течение 15 мин при рабочем давлении 0.3 мбар. 
Очищенные образцы погружали в 3 мас. % растворы сополимеров ГМА и АлМА на 1 ч. Затем 
стекла извлекали из растворов модификаторов, 
сушили на воздухе в течение 1 мин для удаления 
растворителя с поверхности и помещали в чашки Петри для дальнейшей термической обработки при 140qС в течение 1 ч.
Закрепление синтезированных сополимеров на 
поверхности текстурированного алюминия
Краевой угла смачивания и поверхностную энергии определяли на приборе фирмы 
“DataPhysics” марки OCA 15 EC со встроенным 
программным обеспечением SCA 20 для расчета 
свободной энергии поверхности и базой данных 
о поверхностном натяжении различных жидкостей. Измерения проводили путем нанесения 
капель деионизированной воды, дийодметана, 
этиленгликоля и пропиленкарбоната объемом 
5‒7 мкл на поверхность подложки и вычисления 
угла смачивания сидячей капли по методу Юнга‒
Лапласа. По результатам шести‒восьми измерений вычисляли среднеарифметическое значение 
контактного угла.
Предварительную очистку поверхности алюминия проводили согласно методике [45]. Поверхность 
алюминия 
текстурировали 
путем 
травления раствором соляной кислоты с концентрацией 5 М. Отмывание от кислоты и продуктов травления осуществляли кипячением в 
деионизированной воде. Далее образцы алюминия помещали на 40 мин в термошкаф, нагретый 
до 140qС. Модификацию поверхности алюминия 
сополимерами ГМА и АлМА проводили по методике, описанной выше для стекол. 
Методы исследования
Динамические исследования поведения капли на поверхности модифицированных образцов 
на длительных интервалах времени выполняли в 
ячейке, насыщенной водяными парами. В условиях высокой влажности и отсутствия контакта 
с внешней средой обеспечивается низкая скорость испарения капли на модифицированной 
поверхности, что позволяет проводить исследования изменения угла смачивания на длительных интервалах времени. Измерения контактного угла выполняли в соответствии с методикой, 
описанной выше.
Для расчета свободной поверхностной энергии был выбран метод Оуэнса, Вендта, Рабеля и 
Состав синтезированных сополимеров исследовали на CHNOS-элементном анализаторе фирмы “Vario EL Cube” (Германия) методом “2 мг 70 с”. Время анализа одного образца 
10 мин, расход Не 230 мл/мин, расход О2 38 мл/
мин, время подачи кислорода 70 с. Температура 
окислительной и восстановительной колонок 
составляла 1150q и 850 
qС соответственно. Соотношение звеньев сомономеров рассчитывали из 
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C
№ 1
2024
том 66

ГРИГОРЬЕВА и др.
Таблица 1. Результаты элементного анализа сополимеров АлМА и ГМА
Сополимер
Содержание 
АлМА, мол.%
Содержание 
элементов, %
C
H
Кельбла 
(Owens‒Wendt‒Rabel‒Kaelble), 
который 
является стандартной методикой для гидрофобных материалов, использующей значения краевых углов смачивания минимум двух жидкостей 
[47, 48]. Данный метод является универсальным 
для полимерных покрытий и позволяет рассчитывать вклады дисперсионной и полярной составляющей. Расчет проводили с помощью программного обеспечения Data Physics SCA 20.
Поли(ГеМА‒со‒
ГМА)
37.1
63.8
6.8
48.1
65.1
7.0
56.9
66.1
7.4
61.6
66.6
7.5
70.0
67.5
7.5
Поли(ДМА‒со‒
ГМА)
25.1
64.4
7.3
37.7
66.5
7.0
46.9
67,9
8,5
56.5
69.3
7.9
61.3
69.9
8.8
Углы смачивания поверхности, модифицированной сополимерами, определяли для четырех 
жидкостей с различными значениями дисперсионной и полярной составляющей поверхностного натяжения. В качестве полярной жидкости 
использовали деионизированную воду, а в качестве дисперсионных жидкостей – дийодметан, 
этиленгликоль и пропиленкарбонат.
Поли(ЛМА‒со‒
ГМА)
38.0
67.7
8.9
45.9
68,9
8.7
51.5
69.8
8.9
59.8
70.9
9.4
Работу адгезии, т.е. работу, затраченную на 
преодоление сил сцепления при разделении частиц двух разнородных поверхностей, с точки 
зрения контактного угла и поверхностного натяжения, рассчитывали с помощью программного 
обеспечения DataPhysics SCA 20.
Поли(ТДМА‒со‒
ГМА)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
18.1
64,4
7.7
30.8
67.2
8.2
45.0
69.8
8.4
49.2
70.5
9,4
56.4
71.6
9.4
Поли(СМА‒со‒
ГМА)
19.5
66,0
7.2
33.2
69,4
8.7
38,8
70.5
9.2
52,8
72.9
9,5
59.6
73.8
9.4
АлМА и ГМА имеют близкие составы, что позволяет сравнивать свойства привитых покрытий на их основе. Сополимеры характеризуются 
повышенным содержанием функционального 
мономера, что связано особенностями их синтеза. Установлено, что при одинаковых мольных соотношениях сомономеров при увеличении длины углеводородного заместителя от 6 до 
18 атомов углерода содержание АлМА в сополимере уменьшается. 
Придание водоотталкивающих свойств поверхности субстрата возможно за счет многомодальной микроструктуры приповерхностного 
слоя и химического состава поверхности. Необходимо отметить, что независимо от микротекстуры поверхности изменение гидрофобных 
свойств можно регулировать только варьированием химического состава поверхности, и на 
гладкой поверхности возможно достижение высокогидрофобного состояния с контактными 
углами до 120q. Сополимеры на основе алкилметакрилатов, содержащие углеводородные заместители (С6‒С18), являются перспективными 
агентами снижения свободной энергии поверхности и могут быть альтернативой фторированным полимерам. Это обусловливает необходимость изучения свободной энергии поверхности 
в качестве параметра, определяющего возможность использования функциональных сополимеров для формирования высоко- и супергидрофобных покрытий.
Один из ключевых факторов создания супергидрофобных покрытий – использование 
модификаторов, 
обеспечивающих 
снижение 
свободной энергии поверхности. Так, снижение 
свободной энергии поверхности до 30–40 мН/м 
приводит к гидрофобизации поверхности. Важным аспектом при определении свободной энергии поверхности является применение только 
гладких субстратов, поскольку появление микроструктуры поверхности приводит к изменению углов смачивания, и полученные результаты 
Состав синтезированных сополимеров АлМА 
и ГМА подтверждали данными элементного 
анализа. Ранее нами [49] показано, что подобные сополимеры характеризуются невысокими 
молекулярными массами (Mn   (40–70) × 103) 
и узким ММР (Mw/Mn   1.8–2.4). На основании 
экспериментальных данных по содержанию 
углерода и водорода (табл. 1) рассчитан состав 
сополимеров. Из табл. 1 видно, что сополимеры 
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C
№ 1
2024
том 66

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СОПОЛИМЕРОВ ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА
Таблица 2. Начальные углы смачивания и поверхностная энергия образцов стекол, модифицированных сополимерами ГМА и АлМА
Модификатор
Содержание 
АлМА, 
мол.%
Угол смачивания, град
Свободная 
энергия  
поверхности,
мН/м
D, мН/м
P, мН/м
вода
дийод- 
метан
этилен- 
гликоль
пропиленкарбонат
Исходное стекло
–
29 ± 2
71 ± 1
74 ± 2
68 ± 1
60.99 ± 0.5
1.80 ± 0.2
59.18 ± 0.9
ПолиГМА
0
72 ± 1
33 ± 2
61 ± 1
28 ± 2
37.94 ± 1.0
29.36 ± 0.6
8.58 ± 0.3
        
Поли(ГМА‒со‒
ГеМА)
37.1
78 ± 2
46 ± 2
59 ± 1
30 ± 3
35.36 ± 1.5
28.5 ± 0.4
6.86 ± 0.7
48.1
82 ± 1
61 ± 1
62 ± 1
35 ± 3
30.92 ± 0.6
23.56 ± 0.6
7.35 ± 0.2
56.9
90 ± 1
65 ± 1
68 ± 2
47 ± 2
27.39 ± 1.2
23.27 ± 1.2
4.11 ± 0.1
61.6
91 ± 1
68 ± 1
68 ± 1
48 ± 1
26.34 ± 3.9
21.84 ± 3.8
 4.5 ± 0.2
70.0
92 ± 1
71 ± 1
73 ± 2
50 ± 1
24.71 ± 0.9
20.25 ± 0.6
4.46 ± 0.6
ПолиГеМА
Поли(ГМА‒со‒
ДМА)
100
98 ± 2
60 ± 2
74 ± 1
63 ± 1
26.03 ± 0.3
24.43 ± 0.2
1.6 ± 0.3
25.1
90 ± 1
47 ± 2
66 ± 2
42 ± 2
33.5 ± 1.1
31.11 ± 0.4
2.39 ± 0.6
37.7
91 ± 2
66 ± 1
70 ± 2
52 ± 1
25.97 ± 0.8
21.63 ± 0.7
4.34 ± 1.6
46.9
91 ± 2
70 ± 2
72 ± 2
54 ± 2
24.4 ± 1.4
19.71 ± 0.6
4.68 ± 1.6
56.5
92 ± 1
70 ± 2
72 ± 2
58 ± 1
23.76 ± 1.4
19.07 ± 0.1
4.69 ± 1.4
61.3
92 ± 1
73 ± 2
73 ± 1
58 ± 2
22,91 ± 0.9
18.02 ± 0.6
4.89 ± 0.3
ПолиДМА
100
99 ± 2
67 ± 1
85 ± 1
72 ± 2
20.46 ± 0.5
18.44 ± 0.2
2.02 ± 0.4
Поли-(ГМА‒со‒
ЛМА)
38.0
94 ± 2
70 ± 1
71 ± 1
53 ± 1
24.87 ± 0.2
21.52 ± 0.8
3.35 ± 1.0
45.9
95 ± 2
72 ± 2
73 ± 2
53 ± 1
23.54 ± 0.9
19.95 ± 0.9
3.59 ± 0,2
51.5
95 ± 2
74 ± 1
73 ± 1
59 ± 2
22.66 ± 0.7
18.85 ± 0.4
3.81 ± 0.4
59.8
96 ± 1
75 ± 2
74 ± 2
61 ± 2
21.87 ± 1.0
18.34 ± 0.7
3.53 ± 0.1
ПолиЛМА
100
100 ± 3
75 ± 1
85 ± 1
73 ± 1
18.4 ± 0.4
15.95 ± 0.1
2.45 ± 0.6
Поли(ГМА‒со‒
ТДМА)
18.1
96 ± 1
55 ± 1
70 ± 1
55 ± 1
29.39 ± 0.3
27.93 ± 0.2
1.46 ± 0.2
30.8
100 ± 1
70 ± 1
73 ± 1
57 ± 1
24.47 ± 0.4
22.73 ± 0.2
1.74 ± 0.1
45.0
100 ± 1
73 ± 1
74 ± 1
59 ± 1
23.33 ± 0.4
21.42 ± 0.2
1.91 ± 0.2
49.2
100 ± 1
74 ± 1
75 ± 1
60 ± 1
22.48 ± 0.3
20.47 ± 0.1
2.01 ± 0.2
56.4
101 ± 2
76 ± 1
75 ± 1
67 ± 1
20.85 ± 0.3
18.66 ± 0.4
2.19 ± 0.4
ПолиТДМА
Поли(ГМА‒со‒
СМА)
100
103 ± 1
76 ± 1
92 ± 1
75 ± 1
16.93 ± 0.5
14.93 ± 0.4
1.99 ± 0.1
19.5
99 ± 2
56 ± 1
71 ± 1
57 ± 2
29.72 ± 0.4
28.87 ± 0.1
0.84 ± 0.4
33.2
101 ± 2
69 ± 2
75 ± 1
61 ± 2
23.83 ± 0.9
22.3 ± 0.6
1.53 ± 0.3
38.8
102 ± 1
73 ± 2
76 ± 1
68 ± 1
21.63 ± 0.9
20.05 ± 0.9
1,58 ± 0.1
52.8
103 ± 2
74 ± 1
76 ± 1
68 ± 2
21.27 ± 0.6
19.74 ± 0.2
1.53 ± 0.4
59.6
103 ± 1
78 ± 2
78 ± 1
70 ± 1
19.67 ± 1.3
17.81 ± 1.2
1.87 ± 0.1
ПолиСМА
100
107 ± 2
68 ± 1
81 ± 2
69 ± 2
23.29 ± 1.1
22.85 ± 1.0
0.44 ± 0.1
Примечание. D – дисперсионная составляющая; P – полярная составляющая.
дисперсионной D и полярной P компонент поверхностного натяжения V (взятыми из базы 
данных программного обеспечения Data Physics 
SCA 20): вода (V   72.3 мН/м, D   18.7, P   53.6); 
дийодметан (V   50.8 мН/м, D   49.5, P   1.3); 
этиленгликоль (V   48.0 мН/м, D   29.0, P   19.0); 
пропиленкарбонат (V   41.03 мН/м, D   28.14, 
P   12.89).
будут некорректными и не будут воспроизводиться на субстратах с другой шероховатостью. 
Поэтому в качестве модельной подложки для изучения влияния структуры и состава сополимера 
на свободной энергии поверхности использовали 
минеральное стекло с нанесенным полимерным 
покрытием. Контактные углы определяли для 
четырех жидкостей с известными значениями 
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Серия C
№ 1
2024
том 66