Відділ створено у липні 2007 р. шляхом об'єднання відділу хімії лінійних полімерів (завідувач -- доктор хімічних наук Ю.В.Савельєв) і відділу взаємопроникних полімерних сіток (завідувач - доктор хімічних наук, професор Л.М. Сергеєва). Основний напрям наукової діяльності відділу - синтез, механізм формування та методи створення гетероланцюгових полімерів у водних та органічних середовищах, взаємопроникних полімерних сіток і композитів на їх основі. Головні принципи створення полімерних матеріалів з комплексом специфічних властивостей - спрямована модифікація полімерів, застосування нових мономерів і молекулярний дизайн. Фундатор відділу гетероланцюгових полімерів - доктор хімічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України А.П. Греков. Відділ хімії лінійних полімерів було створено в 1972 р. на базі лабораторії гідразинвмісних полімерів, яка була організована в 1970 р. з метою вирішення питань, пов'язаних із синтезом полімерів на основі гідразину та його похідних. З квітня 1999 р, відділ очолює один з учнів А.П. Грекова - доктор хімічних наук Ю.В. Савельєв, який продовжує і розвиває напрями роботи відділу. Дослідження з хімії гідразину було розпочато науковцями під керівництвом А.П. Грекова задовго до організації лабораторії гідразинвмісних полімерів  узагальнено в його монографії "Органическая химия гидразина" (А.П. Греков, Техника, Киев, 1966 г.). Наукові принципи синтезу полімерів на основі гідразину висвітлено в монографіях ,Полимеры на основе гидразина" (А.П. Греков, С.А. Сухорукова, Наукова думка, Киев, 1976 г.) "Физическая химия гидразина" (А.П. Греков, В.Я. Веселов, Наукова думка, Киев, 1976 г.) "Гидразинометрия" (А.П. Греков, Г.В. Отрошко, Наукова думка, Киев, 1981 г.), де проаналізовано досягнення вітчизняних і зарубіжних учених із розроблюваних проблем і висвітлено досягнення науковців відділу гетероланцюгових полімерів. У результаті багаторічної дослідної роботи відділу в галузі гідразиновмісних полімерів створено нові лінійні поліуретан(семікарбазид)и з комплексом цінних властивостей, які знайшли застосування при виготовленні м'якої штучної шкіри та плівкових матеріалів багатоцільового призначення. На основі проведених фундаментальних досліджень розроблено теоретичні основи створення водних дисперсій поліуретанових йономерів (ВПД) і показана можливість спрямованого регулювання їхніх фізико-хімічних і механічних властивостей завдяки як макромолекулярному конструюванню та підбору протонуючих агентів, так і ступеню протонування йонів. Розроблений перспективний напрям полімерної хімії створив підгрунтя для вирішення проблеми захисту наколишнього середовища і організації безвідходних технологій виробництва поліуретанових дисперсій, що забезпечив високий рівень техніки безпеки технологічного процесу та покращення умов праці на виробництві. Це дало змогу вперше в нашій країні організувати дослідне виробництво поліуретанових водних дисперсій з широким діапазоном властивостей. Водні поліуретанові дисперсії можуть бути використані як просочуючі, фарбуючі, адгезійні та інші склади при обробці тканин, шкіри, деревини і паперового шпону. Шляхом структурно-хімічної модифікації йономерних поліуретанів створено екологічно безпечні, економічно доцільні, стабільні при довготривалому зберіганні та розведенні ВПД для сільського господарства, екзогенна обробка рослин якими сприяє їх захисту від абіотичних і біотичних стресів, забезпечуючи як стабільно високу врожайність та екологічну чистоту сільськогосподарської продукції, так і раціональне використання вологи рослинами. ВПД можуть використовуватись також, як біодеструктуючі полімерні матриці для створення фізіологічно активних сполук спрямованої дії шляхом введення до їх складу елементів живлення рослин. Досліджено процеси комплексоутворення в поліуретанових системах за участю розчинних комплексів і неорганічних солей деяких перехідних металів як метод керування процесами екстракції та надання полімерам необхідних властивостей. Отримано модифіковані В-дикетонатами перехідних металів поліуретани, які характеризуються підвищеною стійкістю до високих температур, УФ-опромінення та стабільністю до біологічної деструкції. Ці властивості зумовлені, головним чином, особливостями характеру комплексоутворення в таких системах: внутрішньосферною координацією атома кисню гідразинного фрагмента макроланцюга атомом металу В-дикетонату та зовнішньосферною координацією гідразинного фраг-

мента атомом першої координаційної сфери вказаних сполук. Створено чутливі до дії УФ-опромінювання поліуретан(семікарбазид)и, модифіковані неорганічними солями металів. Опромінення поліуретано(семікарбазид)ного комплексу з хлоридом заліза (ПІ) супровод-жується його руйнуванням, що проявляється зміною забарвлення. Внутрішньо- та міжмолекулярне координування поліуретан(семікарбазид)ів неорганічними солями супроводжується утворенням хелатовмісних полімерних матеріалів, які характеризуються екстремальною залежністю фізико-механічних властивостей від вмісту останніх. Вперше проведено фундаментальні дослідження та розроблено методи синтезу нового типу поліуретанів з макрогетероциклічними фрагментами в ланцюзі, встановлено закономірності процесів створення вказаних систем і досліджено взаємозв'язок властивостей з їх будовою. Поліуретанові матеріали на основі макрогетероциклічних сполук: плівкові покриття, водні дисперсії і пінополіуретани мають комплексоутворювальну здатність щодо катіонів металів (лужних, лужно-земельних і важких у т.ч. радіонуклідів). Проведено дослідження з імобілізації макрогетероциклічних сполук на полімерні матриці - кополімери дивінілбензол-стиролу та водорозчинні гідразиди полі(мет)акрилових кислот з метою ефективної сорбції катіонів металів для застосування в електроніці та в біомедицині для очищення крові та кровозамінників. Створено стійкі до дії агресивних хімічних речовин (у т.ч. сильних окиснювачів) багатошарові плівкові полімерні матеріали, призначені для засобів індивідуального захисту. З метою вирішення проблеми утилізації рідкого ракетного палива »Гептил" розроблено спосіб отримання матеріалів багатоцільового призначення в органічному та водному середовищі: мономерів для синтезу полімерів; нових водорозчинних сполук з бактерицидною активністю та поліуретанових еластомерів, йономерів і пінополіуретанів. За рахунок модифікації полімерів активними добавками та/або шляхом структурно-хімічної модифікації створено стійкі до біологічної деструкції, фунгіцидні щодо пліснявих грибів поліуретани, які повністю пригнічують ріст останніх. На основі (макро)гетероциклічних сполук створено поліуретани лінійної структури та пінополіуретани, яким властива бактерицидна активність пролонгованої дії щодо хвороботворних бактерій, які є найбільш частими причинами госпітальних і післяопераційних інфекцій. Пінополіуретани мають як бактерицидну активність, так 1 здатність до специфічної адгезії. Отримано блочні та еластичні сорбційні матеріали , (піно)поліуретан/активоване вугілля" з функціями конструкційних елементів, які характеризуються високим рівнем сорбційних властивостей 1 стійкістю до біодеструкції. Створено нові наноструктуровані системи поліуретан -монтморилоніт як в органічному, так 1 у водному середовищах, які можуть бути використані для одержання матеріалів з регульованими бар'єрними властиостями та зниженою горючістю. Результати виконаних досліджень сприяють вирішенню проблеми створення нових багатофункціональних полімерних матеріалів на базі гідразинвмісних поліуретанів, що, в свою чергу, сприяє прогресу як хімії високомолекулярних сполук і хімічного матеріалознавства, так і суміжних наукових галузей. Зараз науковий колектив відділу продовжує дослідження зі створення наукових принципів отримання функціональних полімерів і працює над вирішенням фундаментальних проблем ,зеленої хімії" шляхом

розробки: 

У результаті виконання цих досліджень буде створено наукові засади та розроблено нові полімерні матеріали з комплексом властивостей, які уможливлять використання отриманих матеріалів у різних сферах діяльності людини: в багатьох галузях промисловості, сільському господарстві, аерокосмічній галузі, ендоекології та біомедицині. У відділі підготовлено 2 доктори 1 22 кандидати наук. Результати роботи викладено в 4 монографіях та І розділі колективної монографії (англійською мовою), понад 800 статтях, 150 авторських свідоцтвах СРСР і патентах України, майже 550 тезах доповідей на національних і міжнародних конференціях і симпозіумах. Роботи удостоєні Державної премії України з науки і техніки та премії ім. Л.В. Писаржевського НАН України. Наукові дослідження виконуються в рамках фундаментальної та прикладної тематик, Національних програм (у т.ч. Національної Космічної) та міжнародних проектів і грантів, що були одержані на конкурсних засадах (загалом близько 45). Найбільш вагомий внесок у роботу відділу зробили доктор хімічних наук А.П. Греков, доктор хімічних наук Ю.В. Савельєв, кандидати хімічних наук В.В. Ярошенко, С.А. Сухорукова, В.Я. Веселов, Г.В. Отрошко, О.Г. Яковенко, Р.П. Навроцька, Т.В. Травінська, Л.А. Чумак, О.Р. Ахранович, Л.П. Робота, Л.А. Марковська, А.І. Перехрест; провідні інженери: Г.М. Чумікова, Н.О. Кузьмак, Н.Й. Пархоменко, О.О. Савельєва та інші. 

Іншим напрямом роботи відділу (раніше відділ взаємопроникних полімерних сіток і систем) є синтез, механізм формування і властивості взаємопроникних полімерних сіток (ВПС) та отримання композитів на їх основі. Дослідження в цьому напрямі розпочаті у відділі фізико-хімії полімерів з ініціативи академіка Ю.С. Ліпатова в 70-их роках минулого століття. У 1979 р. опублікована монографія , Взаємопроникні полімерні сітки" (Ю.С. Ліпатов, Л.М. Сергеєва, Наукова думка, Київ), у якій узагальнені наявні на той час роботи в галузі синтезу і досліджень ВПС, виконані науковими колективами різних країн, а також роботи співробітників нашого інституту. Було розвинуто деякі нові концепції, що пояснюють особливості властивостей ВПС, на основі уявлень про гетерогенну структуру сітчастих аморфних полімерів, а також ролі термодинамічної несумісності компонентів і утворення перехідних шарів при формуванні сумішей полімерів. З 80-их років минулого століття розпочато роботи у напрямі вивчення кінетики твердіння і мікрофазового поділу компонентів при формуванні ВПС, впливу наповнювачів на ці процеси, а також отримання і дослідження властивостей різних типів ВПС (йономервмісних, термопластичних і градієнтних). Показано, що визначальний чинник формування ВПС - мікрофазовий розподіл компонентів, який залежить від термодинамічної сумісності компонентів ВПС, співвідношення швидкостей формування сіток, варіації співвідношення компонентів у ВПС. 

Встановлено вплив введення наповнювачів, йоногенних груп і градієнта складу на мікрофазовий розподіл у ВПС 1 властивості отриманих сумішей. Розвинуто уявлення про термодинаміку змішування компонентів наповнених і градієнтних ВПС, сформульовані умови рівноважної та нерівноважної компатибілізації ВИС наповнювачами. Досліджено вплив наповнювачів різної хімічної природи на кінетику

формування ВПС, на термодинамічну сумісність компонентів і мікрофазовий розподіл у системах, на в'язкопружні та фізико-механічні властивості. Показано, що наповнювачі, введені у ВПС на стадії формування сіток, впливають на перебіг реакцій, прискорюючи або уповільнюючи кінетику реакцій, залежно від термодинамічної спорідненості наповнювачів до полімерних компонентів ВПС. Вперше експеримен- 

тально встановлено, що наповнювач при введенні в ВПС з термодинамічно несумісними полімерними компонентами відіграє роль компатибілізатора та призводить до зменшення ступеня сегрегації компонентів у ВПС. Проте при підсиленні взаємодії твердої поверхні з компонентами ВПС наповнювач збільшує фазовий поділ незалежно від того, чи є компоненти термодинамічно сумісними, чи ні. Досліджено вплив градієнта складу на термодинамічні параметри змішування компонентів у шарах градієнтних ВПС, на особливості в'язкопружних, діелектричних і фізико-механічних властивостей градієнтних систем. Встановлено, що градієнтні ВПС являють собою

сукупність шарів полімерних сумішей з незавершеним мікрофазовим поділом, склад і властивості яких неперервно змінюються впродовж градієнта складу. Градієнтним ВІЇС притаманна анізотропія в'язкопружних, діелектричних і фізико-механічних властивостей; вони характеризуються широким інтервалом склування полімеру, що формує градієнт складу - суперпозицію інтервалів склування в шарах з різним вмістом

цього полімеру. Показано, що наявність широкого інтервалу склування в градієнтних ВПС, який зумовлює здатність матеріалу розсіювати механічну енергію, дає змогу отримувати нові перспективні шумовіброзаисні матеріали. Показано, що формування градієнтної структури в композитному полімерному матеріалі, що складається з різномодульних компонентів, дає змогу суттєво поліпшити його механічні властивості. Це зумовлено тим, що перерозподіл напруг у шарах градієнтних ВПС з різними моду-

лями пружності приводить до пластичної деформації матеріалу, а не до крихкого руйнування градієнтних ВПС. У рамках запропонованої імітаційної моделі кінетики формування градієнтних ВПС на основі результатів машинного експерименту впер-

ше показано, що, змінюючи умови процесу формування градієнтних ВПС, на тій самій полімерній системі можна отримувати різні типи концентраційних профілів, а це дає змогу цілеспрямовано регулювати фізико-механічні властивості поверхневих шарів композитів. 

Досліджено вплив введення йонних груп на термодинаміку змішування компонентів, мікрофазовий поділ і структуру йономервмісних ВПС. Вперше експериментально встановлено, що введення йонних груп в один з компонентів ВПС приводить до посилення мікрофазового поділу за рахунок збільшення самоасоціації блоків різної хімічної природи в рамках кожного з полімерних компонентів. Мікрофазовий поділ в  йономервмісних ВПС супроводжується утворенням нещільних міжфазних областей, що мають надмірний вільний об'єм. Показано, що область складів йономервмісних ВПС, яка характеризується максимальними додатніми значеннями вільної енергії Гіббса, має максимальну долю надмірного вільного об'єму. Залежно від характеру міжмолекулярних взаємодій можливе формування дифузних мікрообластей фазо-

вого поділу з широким діапазоном зміни ступеня сегрегації компонентів. Отримано нові металовмісні термопластичні ВПС, компоненти яких містять йонні угрупування з протилежними зарядами або функціональні групи, які за допомогою фізичних зв'язків здатні утворювати інтерполімерні комплекси. Методами ІЧ-спектроскопії, діелектричної

релаксаційної спектроскопії, ДСК, малокутового розсіювання рентген-променів (5АХ35) досліджено характер міжмолекулярних взаємодій у ВПС і його вплив на мікроструктуру, механічні, електричні та діелектричні властивості композитів на їх основі. Використовуючи синтезовані поліуретан-поліакрилатні та поліуретан-поліуретанові ВПС і напів-ВПС, вперше встановлено, що в таких композитах обернення фаз як фазовоструктурний перехід від морфології дисперсії до морфології з подвійною фазовою неперервністю, що відбувається зі зміною складів, у першому наближенні можна інтерпретувати як перколяційний процес. 

Проведено цикл робіт зі встановлення структури сітки фізичних зв'язків у термопластичних ВПС (ТВПС) на основі функціоналізованих поліуретанів і кополімерів стиролу і встановлено основні закономірності впливу функціоналізації та модифікації складових ТВПС та їх наступної фізичної (за рахунок перерозподілу ініек- та іпіга-молекулярних фізичних зв'язків) компатибілізації на їхню фазову структуру, морфологію, теплофізичні, в'язкопружні, термічні, діелектричні, фізико-механічні та інші властивості. 

Розроблені методи модифікації сітчастих поліціануратів, перспективних матриць для композитів конструкційного призначення, шляхом хімічного вбудовування фрагментів реакційноздатних олігомерів каучуків у структуру поліціануратної сітки, а також шляхом синтезу напів-ВПС та ВПС з відповідно лінійним 1 сітчастим поліуретаном як другим

компонентом. Було також синтезовано та досліджено вуглепластики на основі модифікованих поліціануратів, а також нанокомпозити на основі поліціануратів, наповнених шаруватою глиною, монтморилонітом вуглецевими нанотрубками. За такої модифікації поліціанурати зберігають притаманну їм високу термостійкість і мають поліпшені фізико-механічні властивості. Розроблено декілька методів синтезу пористих

поліціануратів, перспективних для використання як полімерних мембран: синтез поліціануратної сітки, хімічно модифікованої полі-є-капролактоном, з наступним гідролізом фрагментів вбудованого модифікатора і видаленням продуктів гідролізу із системи, синтез поліціанурату за наявності висококиплячого розчинника з наступною його заміною у сформованій сітці на низькокиплячий розчинник методом екстракції

та видаленням останнього способом вакуумного сушіння, бомбардуванням тонких плівок поліціанурату о-частинками з наступним хімічним травленням отриманих треків. 

Розроблено ефективний метод термомеханохімічної регенерації гумової крихти (а саме, подрібненої шинної гуми) і її вторинного використання у комбінації з відходами поліолефінів для виробництва композитів - термопластичних динамічних вулканізатів, які характеризуються високими механічними характеристиками, термічною та хімічною стійкістю, морозостійкістю та стійкістю до багаторазової переробки та до кліматичного старіння 1 є безпечними для навколишнього середовища та людини у процесі їх виробництва, переробки та експлуатації. Спільно з Інститутом молекулярної біології 1 генетики НАН України розроблено наукові та технологічні засади створення на основі фазоворозділених напів-ВПС селективних сенсорних систем для екологічного моніторингу із застосуванням синтетичних аналогів біологічних рецепторів. Для створення таких рецепторів, в комбінації з комп'ютерним моделюванням, був застосований метод молекулярного імпринтингу, що забезпечило формування синтетичних рецепторів з оптимальними властивостями. Було показано, що формування аналогів біологічних рецепторів на основі напів-ВПС забезпечують системи, що характеризуються більшим сумарним об'ємом, більшою питомою поверхнею і більшим середнім радіусом пор. Було перевірено використання полімерів-біоміміків як чутливих елементів кондуктометричних та ємнісних сенсорів для ідентифікації забруднювачів навколишнього середовища з межею визначення 15 і 100 нм. Створено лабораторний прототип сенсорних пристроїв для визначення гербіцидів.

За час існування відділу підготовлено 10 кандидатів наук і 3 доктори наук, опубліковано 4 розділи у колективних монографіях, понад 300 наукових статей, зроблено 250 доповідей на різних конференціях, отримано близько 40 авторських свідоцтв СРСР і патентів України, а також близько 30 міжнародних грантів і проектів.

Вагомий внесок у наукові дослідження відділу зробили: доктор хімічних наук, професор Л.М. Сергеєва, доктор хімічних наук, професор О.М. Файнлейб, доктори хімічних наук Л.В. Карабанова і О.О. Бровко, кандидати хімічних наук, старші наукові співробітники:

Е.Я. Горічко, О.П. Григор'єва, С.Ю. Ліпатов, Л.В. Степаненко; кандидати хімічних наук, наукові співробітники: Л.А. Горбач, С.І. Скиба, О.А. Слінченко, О.В. Слісенко, О.М. Старостенко, А.Л. Толстов, Т.А. Шанталій та інші. Загальний доробок відділу хімії гетероланцюгових полімерів і взаємопроникних полімерних сіток - 32 кандидати 1 5 докторів наук, 4 монографії, публікація 5 розділів у колективних монографіях (у т.ч. 1 зарубіжних), близько 950 наукових статей у провідних фахових журналах, понад 170 авторських свідоцтв СРСР і патентів України, одержання на конкурсних засадах близько 50 грантів 1 проектів (у т.ч. зарубіжних).

18