Модифицированные полифенилхиноксалины. Поверхностная энергия, стабильность в фосфорной кислоте и DFT-исследования для протонопроводящих мембран
А.М. Шульгин, Е.Г. Булычева, Н.М. Беломоина, З.С. Клеменкова
Коллоидный журнал. 2026. Т. 88. № 2. С. 249–264.
DOI: 10.31851/S0023291226020083
Аннотация
В данной работе комплексно исследовано влияние координационной сшивки ацетилатетонатом циркония Zr(AcAc)4 и сульфирования на свойства полифенилхиноксалина (ПФХ) с использованием моделей поверхностной энергии (OWRK и vOCG), параметров растворимости Хансена (HSP), измерений набухания в H3PO4, ИК-спектроскопии и квантово-химических расчетов с использованием теории функциональной плотности (DFT). Сульфирование ПФХ приводило к значительному увеличению полярной и кислотно-основной составляющих поверхностной энергии, что хорошо согласуется с расчетами электростатического потенциала (ESP) и дипольного момента. Установлена выраженная корреляция между поверхностными HSP (рассчитанными на основе краевых углов) и степенью набухания в H3PO4. Координационная сшивка с использованием 0.5 масс. % Zr(AcAc)4 обеспечивает устойчивость полимера к фосфорной кислоте. Расчеты энергии связывания и порядка связи подтвердили образование прочной координационной связи Zr4+ с атомом азота. Модификация ПФХ позволяет регулировать ключевые характеристики протонопроводящих мембран – набухание и пригодность для эксплуатации в агрессивных условиях.