Фазовые переходы играют значительную роль в технологических процессах получения полимерных материалов. Однако вследствие широкого молекулярно-массового распределения не представляется возможным установление корректных температурно-силовых взаимосвязей, необходимых для достижения высоких эксплуатационных характеристик. В последние годы удалось синтезировать с точностью до одной С-С связи гомологи длинноцепочечных молекулярных кристаллов (ДМК) с протяженными метиленовыми последовательностями, характерными для полимеров. Изучение фазовых состояний на данных модельных образцах позволило решить рассматриваемую проблему.

Исследование монодисперсных ДМК н-алканов n-C₂₃H₄₈ и n-C₂₄H₅₀ методами in situ синхротронной РД, ДСК и ИК-Фурье спектроскопии выявило многостадийный характер трансформации многоуровневых структур ДМК при последовательном развитии специфического размытого твердофазного перехода I рода (ФП-I) и перехода II рода типа «порядок-беспорядок» [1-3]. Впервые для ДМК установлено гетерогенное развитие ФП-I путем возникновения нанозародышей новой фазы иной симметрии и последующего ее распространения на весь объем ДМК [1]. Показано (Рис. 1), что формирование скачкообразного высокоэнергетического твердофазного ФП-I сопровождается возникновением ряда промежуточных переходов между метастабильными низкоэнергетическими ротационными фазами с близкими энергиями активации, что обусловлено существенным возрастанием концентрации дефектов - нерегулярных конформеров специфических типов [2,3]. Впервые проведен детальный расчет строения межламеллярных прослоек, образованных концевыми метильными группами соседних наноламеллей в зависимости от эффекта четности н-алкана.

Полученные результаты важны для понимания перспектив применения материалов с изменяющейся фазой в интенсивно развивающемся направлении «зеленой» энергетики для обеспечения комфортных условий жизнедеятельности людей и функционирования оборудования в экстремальных условиях южных и северных широт, т.е. при температурах от 50оС до +70оС.

Публикации

1. [1] А.К. Борисов, С.А. Гурьева, В.А. Марихин, ФТТ, 67, 1706, 2025.
2. [2] С.А. Гурьева, А.К. Борисов, В.А. Марихин и др., ФТТ, 67, 711, 2025.
3. [3] С.А. Гурьева, В.А. Марихин, А.К. Борисов, Е.Н. Власова, ФТТ, 67, 1960, 2025.