Короткий історичний нарис

Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України – провідна науково-дослідна установа нашої країни в галузі високомолекулярних сполук. Створений згідно з рішеннями Директивних органів нашої країни та Постанови Президії  академії наук УРСР від 28 серпня  1958 року на базі лабораторії високомолекулярних сполук Інституту органічної хімії АН УРСР. Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України (до 1963 року Інститут хімії полімерів і мономерів) став четвертим академічним інститутом хімічного профілю в Україні.

      Його створення обумовлювалося масштабною програмою розвитку досліджень із виробництва та переробки синтетичних матеріалів для задоволення потреб широких верст в населення та різних галузей народного господарства, з чим повинен був бути пов’язаний і всебічний розвиток теоретичних і пошукових досліджень  в області полімерів і мономерів з використанням найновіших досягнень фізики та хімії. Першим директором інституту було призначено доктора хімічних наук (з 1961 року член-кореспондента АН УРСР) К.А. Корнєва. Згодом, впродовж двадцяти років (з 1965 до 1985 року), директором інституту був академік АН УРСР Ю.С. Ліпатов. В 1985 році інститут очолює академік НАН України Є.В. Лебедєв.

      На початок фактичного функціонування (січень 1959 року) інституту рішенням Президії АН УРСР було визначено такі напрями наукових досліджень:

• вивчення питань найповнішого використання коксохімічної сировини і природного газу України для одержання нових термостійких полімерів і синтетичного волокна;

• отримання нових типів мономерів і розробка методів полімеризації та поліконденсації;

• вивчення фізичних і фізикохімічних властивостей полімерів;

• отримання синтетичних йонообмінників і вивчення кінетики йонного обміну.

Після перейменування інституту у грудні 1963 року його науковими напрямами досліджень стали:  розробка методів отримання мономерів високого ступеня чистоти; синтез і модифікація полімерів з високою теплостійкістю і напівпровідниковими властивостями, термостійких волокон і йонообмінних смол; вивчення фізичних і фізикохімічних властивостей полімерів; розробка основ переробки полімерних матеріалів.

На початок 1964 року в інституті було чотири сектори: хімії мономерів; який складався із трьох лабораторій; хімії полімерів, до складу якого входило чотири лабораторії; фізики та фізикохімії полімерів з трьома лабораторіями; хімічної технології мономерів і полімерів з дослідними установками.

До наукового доробку перших п’яти років існування інституту можна віднести, зокрема, отримання великої кількості нових поліамідів і дослідження їхніх властивостей. Вказана можливість підвищення якості капролактаму та ефективної модифікації властивостей полікапроаміду дигідразидами дикарбонових кислот.

Запропоновано шляхи підвищення теплостійкості поліакрилатів, полістиролу та епоксидних смол шляхом кополімеризації з малими кількостями похідних симетричного триазину.  дослідження та розробку методу фотохімічного зшивання поліетилену та прищеплення на поліетиленові плівки вінілових мономерів, що підвищує теплостійкість, гідрофільність і атомосферостійкість плівок. Відпрацьовану і перевірену на дослідній установці технологію синтезу триаліл- і діалілізоціанурату, які були рекомендовані для модифікації полімерів та ін.

У травні 1965 року, згідно з постановою Президії АН УРСР, в інституті відбулися структурні перебудови та змінено науковий напрям його діяльності, призначено директором Ю.С. Ліпатова. Виокремлено сектор нафтохімії,  (був у складі інституту до 1977 року) його очолив  академік АН УРСР В.С. Гутиря, який був першим заступником директора з наукової роботи інституту. Одночасно інститут перепрофільовано у новому важливому для народного господарства напрямі – хімія і фізикохімія поліуретанів і споріднених з ними сполук, а також розробка наукових основ одержання з них цінних для техніки полімерних матеріалів.

У відповідності з новими завданнями була проведена значна реорганізація наукової частини інституту, внаслідок якої вона склалась із таких наукових відділів:  синтезу полімерів (завідувач К.А. Корнєв), фізикохімії полімерів (завідувач Ю.С. Ліпатов), фізики полімерів (завідувач Ю.П. Єгоров), кінетики і механізму реакцій полімеризації (завідувач Т.Е. Ліпатова), еластомерів (завідувач Т.М. Гриценко), тривимірних полімерів (завідувач С.І. Омельченко), модифікації полімерів (завідувач О.О. Качан), олігомерних сполук (завідувач Ю.Л. Спірін), технології мономерів і полімерів (завідувач А.С. Шевляков).

Розвиток досліджень в області хімії та фізикохімії поліуретанів дав змогу інституту за порівняно короткий проміжок часу зайняти одне із провідних місць у СРСР з цього наукового напряму і одержати міжнародне визнання. Цьому сприяло розширення наукових зв’язків з іншими інститутами країни, а також зарубіжними вченими.

У 1969 році організовано відділ фізико-хімічної механіки полімерів (завідувач Г.О. Гороховський), а у 1972 році – відділ гетероланцюгових полімерів (завідувач А.П.Греков).

Вирішення основних наукових проблем хімії та фізикохімії поліуретанів поставило інститут перед необхідністю розширення досліджень і в інших суміжних областях. Такі роботи, і перш за все з дослідження структури і термодинамічних властивостей розчинів полімерів, наповнених полімерів та інших полімерних композицій, кінетики та механізму реакцій полімеризації в присутності твердої поверхні та ін., обумовлювали розвиток і нових наукових напрямів, зокрема, наукових основ отримання полімерних композиційних матеріалів. Розпочали дослідження з розробки основ створення полімерів медичного призначення.

Враховуючи досягнуті інститутом результати, нові тенденції розвитку полімерної хімії та народногосподарські завдання, що виникли, постановою Президії АН УРСР у липні 1973 року діяльність інституту була спрямована у таких наукових напрямах: хімія і фізикохімія поліуретанів; фізикохімія поверхневих явищ у полімерах і конструкційних полімерних матеріалах; синтез і всебічне дослідження біосумісних полімерів.

У 1975 році  створено відділ фізикохімії термопластичних полімерів (завідувач Ю.Ю. Керча) та відділ полімерних клеїв (завідувач Р.О. Веселовський).

Проведені за новими науковими напрямами дослідження дали змогу, зокрема, розробити теоретичні основи та принципово нові методи регулювання мікроструктури ланцюгів поліуретанів, а також синтезу нових реакційноздатних олігомерів і полімерів зі зшитою просторовою структурою на основі кремнійорганічних  сполук. Отримані нові полімери – поліуретансемікарбазиди та поліуретануреїлени з цінними фізикохімічними показниками, нові типи катіоно- та аніоноактивних поліуретанів на основі похідних гідразину, розроблені наукові основи регулювання їхніх властивостей. Створені стійкі водні дисперсії і винайдені методи їх переробки у плівкові матеріали з високими фізико-механічними показниками. Розвинуті наукові уявлення про спрямоване регулювання в’язкопружних властивостей еластичних матеріалів на основі сегментованих поліуретанів.

Розвинуті також нові теоретичні уявлення про міжфазові явища в полімерних композиційних матеріалах. Для сплавів  полімер встановлено зв’язок екстремальної зміни реологічних властивостей сумішей полімерів з їхніми термодинамічними властивостями. Створено термодинамічну та кінетичну теорії адгезії полімерів до твердої поверхні та теорію адсорбції полімерів. На основі теоретичних уявлень про поведінку полімерів у тонких поверхневих шарах на межі розділу із твердими тілами сформульовано механізм підсилюючої дії наповнювачів у конструкційних полімерних матеріалах. Розроблено фізикохімічні основи створення  наповнених та армованих пластиків. Проведено дослідження механізму радіаційного отвердіння олігомерів і створено нові зв’язуючі, які забезпечують прискорення формування вуглеоргано- та склопластиків і збільшення їх міцності. З’ясована природа явищ, які виникають при динамічному контакті полімер-метал. Створені високоефективні полімерабразивні пасти для обробки металів і їх сплавів.

Вагомі результати, одержані у відділах, дали змогу впровадити ряд вагомих наукових розробок в різні галузі промисловості країни. Цьому вельми сприяло створення у 1971 році при інституті дослідного виробництва, яке дало змогу не тільки розробити нові технологічні процеси на основі досліджень інституту, але й забезпечити окремі галузі народного господарства унікальними полімерними матеріалами.

У 1977 році організовані відділи теплофізики полімерів (завідувач В.П. Привалко) та армованих пластиків (завідувач Ф.Г. Фабуляк), а у 1980 році - відділ полімерних композитів (завідувач Л.М. Сергеєва).

Президія АН УРСР у жовтні 1981 року затвердила інституту новий науковий напрям – хімія та фізикохімія полімерних композиційних матеріалів, зобов’язавши зосередити зусилля науковців інституту на виконанні досліджень з проблем: процеси утворення та модифікації полімерів; структура та властивості полімерів; еластомери; полімерні покриття, клеї та плівки; пластичні маси.

У 1982 році утворено відділи полімер-полімерних композицій (завідувач Є.В. Лебедєв) та термодинаміки полімерів (завідувач А.Є. Нестеров), а у 1985 році – відділи хімії гетероланцюгових полімерів (завідувач В.В. Магдинець) і молекулярної фізики полімерів (завідувач В.В. Шилов). З жовтня 1985 року інститут очолює Є.В. Лебедєв.

Впродовж подальших досліджень науковцями інституту одержано вагомі результати, які, крім наукової значущості, завжди вирізнялися своєю практичною спрямованістю і вирішували різні технологічні, технічні та народногосподарські проблеми.

 Із отриманих в інституті результатів фундаментальних досліджень доцільно виділити розробку наукових основ:

• синтезу полімерів і кополімерів з уретановими, амідними, імідними, сечовинними, акрилатними, йоногенними та іншими функціональними групами і створення на їх основі нових полімерних матеріалів функціонального призначення;

• синтезу та формування органо-неорганічних полімерних композитів на основі неорганічних кремній-, фосфор-, хром- і алюмінійвмісних олігомерів та ізоціанатів, які можуть бути використані як клеї, покриття, зв’язуючі для техніки нового покоління;

• синтезу кремнійорганічних гіперрозгалужених олігомерів як прекурсорів антикорозійних покриттів і адгезивів, а також їх функціоналізованих похідних для отримання нанокомпозитних матеріалів з функціями поліелектролітів, комплексоутворювачів, йонпровідних мембран, адсорбентів тощо;

• структурно-хімічної модифікації синтетичних полімерів (еластомерів) реакційноздатними олігомерами та природними сполуками для створення полімерних функціональних матеріалів з біодеградабельними, сорбційними, сенсорними та іншими властивостями.

Слід відмітити також:

• наукове обгрунтування основних причин специфічних властивостей класу полімерів-поліуретанів, які проявляються  у широких можливостях регулювання їх пружно-еластичних властивостей, високої стійкості до стирання, здатності до самозаліковування дефектів при деформації тощо;

• встановлені основні принципи та критерії регулювання властивостей сегментованих поліуретанів цілеспрямованою зміною (хімічними та фізичними методами) рівня мікрофазового розшарування в них сегментів різної хімічної будови та жорсткості, що дає наукове підгрунтя для формування мікрогетерогенних полімерних матеріалів з  гібридними властивостями;

• сформульовану загальну фізикохімічну концепцію підсилення полімерів і формування їхніх макровластивостей з урахуванням вирішального внеску міжфазних шарів у весь комплекс фізикохімічних і механічних властивостей наповнених полімерів;

• встановлення фундаментальних особливостей структуроутворення в полімерних рідких кристалах і композитах з рідкокристалічними наповнювачами;

• створення нової теорії процесу формування сітчастих полімерів, що полягає в можливості побудови полімерної сітки із коагуляційної сітки матриці, яка створюється в початковому  олігомері поверхнево-активними речовинами;

• створення та обгрунтування теорії агрегативної адсорбції полімерів із напіврозбавлених та концентрованих розчинів;

• розвинуту термодинамічну та кінетичну концепцію формування взаємопроникних полімерних сіток одночасного та послідовного отвердіння;

• створення структурно-термодинамічної основи для прогнозування властивостей багатокомпонентних полімерних систем з незавершеним фазовим розшаруванням в області нестійкості фазового стану;

• розроблені теоретичні аспекти зниження міцності металів у присутності механічно деструктуючих полімерів та сформульовані особливості гетерофазної механодеструкції полімерів і диспергування металів;

• сформульовані наукові принципи синтезу біосумісних сітчастих поліуретанів мікропористої структури та інших полімерів медичного призначення.

Із практичних досягнень інституту слід виокремити також розробки – оригінальних клейових композицій різного функціонального призначення (конструкційних, кріогенних, електропровідних, оптичних, постійної липучості, медичних тощо), екологічно безпечних лакофарбових і плівкових антикорозійних і спеціальних матеріалів, функціональних полімерних композитів різного технічного та технологічного призначення: гідроізоляційних, антифрикційних, оптично- і  звукопрозорих, біосумісних, струмопровідних нанокомпозитів, сенсорних матеріалів, термо-, вогне-, радіаційностійких, самозатухаючих і інших матеріалів.

      Наукові досягнення інституту висвітлені у понад 6500 наукових публікаціях та узагальнені у 82 монографіях. Практично спрямовані розробки захищені більш як 100 винаходами. Співробітниками і аспірантами інституту захищено 40 докторських і 325 кандидатських дисертацій (станом на 2008 рік).

      Низка наукових розробок і праць співробітників інституту удостоєна Державних премій України та СРСР, премій НАН України імені видатних учених (А.І. Кіпріанова та Л.В. Писаржевського), інших престижних премій. Серед науковців інституту є Заслужені діячі науки і техніки України, Заслужений винахідник України та Кращі винахідники НАН України (див. додаток 1). Є також співробітники інституту, які нагороджені  урядовими нагородами – орденами, медалями, грамотами. Так, К.А. Корнєв нагороджений Орденом Трудового Червоного прапора; Ю.С. Ліпатов – орденами Дружби народів і “За заслуги” ІІІ-ступеня, Почесною Грамотою Президії Верховної Ради  УРСР та Грамотою Верховної Ради України; Ю.Ю. Керча – орденом Дружби народів; Л.М. Сергеєва – орденом “Знак Пошани”; С.І. Омельченко – Грамотою Президії Верховної Ради УРСР. Співробітники інституту нагороджені державними медалями “За доблесний труд…”, “Ветеран праці”, “В пам’ять 1500-річчя Києва”.

      Авторами наукового відкриття  “Властивості рідких сумішей полімерів в області розшарування” (№ 374 від 07.12.1989 року) є Ю.С. Ліпатов і Є.В. Лебедєв.

В інституті Ю.С. Ліпатовим створена єдина в Україні наукова школа в галузі хімії та фізикохімії високомолекулярних сполук, яка одержала міжнародне визнання і яка зараз плідно працює завдяки його учням та послідовникам, зокрема, Є.В. Лебедєву, Ю.Ю. Керчі, Л.М. Сергеєвій, В.П. Шумському, Т.Т. Тодосійчук, Т.Т. Алексєєвій, Л.В. Карабановій, Є.П. Мамуні та ін.

Інститут є базовим для Наукової ради НАН України з проблеми “Хімія і модифікація полімерів”.

  При інституті функціонують аспірантура за спеціальностями “Хімія високомолекулярних сполук” і “Фізика полімерів“, а також Спеціалізована вчена рада по захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора і кандидата наук за спеціальностями “Хімія високомолекулярних сполук” і “Фізика полімерів“.

      Інститутом видається науковий  “Полімерний журнал”.

У 2006 році відтворено відділ фізики полімерів (завідувач В.В. Клепко).

Інститут продовжує практично цілеспрямовані дослідження з хімії і фізикохімії полімерів і полімерних композиційних матеріалів, серед яких, згідно з Постановою Президії НАН України 2007 року, пріоритетними  напрямами  наукових досліджень є: хімія, фізикохімія та технологія функціональних полімерів та композитів на їх основі; теоретичні основи модифікації синтетичних полімерів і композитів на їх основі природними полімерами та продуктами малотоннажної хімії (реакційноздатними олігомерами, поверхнево-активними  речовинами, апретами, пластифікаторами та ін.), наукові засади формування функціональних органо-неорганічних  полімерів і композитів на основі природних сполук, теоретичні основи формування полімерів медичного призначення.

      Діяльність інституту спрямована, зокрема, на розширення та поглиблення дослідженняз синтезу функціональних органо-неорганічних, гіперрозгалужених   гетероблочних полімерів, структурно-хімічної та фізичної модифікації полімерів органічними, неорганічними та природновідновлюваними сполуками з метою надання їм сенсорних, сорбційних та інших  функціональних характеристик, полімерних нанокомпозитів як основи матеріалів для новітньої техніки з використанням золь-гель технології, розвитку наукових засад зі створення нових лікарських полімерних форм та утилізації відходів полімерних матеріалів тощо.

Згідно із корегуванням напрямів наукової діяльності інституту поряд зі створенням нових проходила реорганізація, зміна назв і часткове перепрофілювання діяльності існуючих відділів.

      Станом на 01.01.2022 року до складу інституту входить вісім наукових відділів, науково-допоміжні і допоміжні підрозділи та дослідне виробництво.

Назви наукових відділів інституту, їх завідувачі та основні напрями діяльності такі:

-      Відділ хімії гетероланцюгових полімерів і взаємопроникних полімерних сіток (Ю.В. Савельєв). Синтези, механізм формування та методи створення гетероланцюгових полімерів у водних та органічних середовищах, а також взаємопроникних полімерних сіток і композитів на їх основі.

-    Відділ фізикохімії полімерів (О.О. Бровко). Фізико-хімія багатокомпонентних полімерних систем, полімерних сумішей і сплавів. Синергетика і   єрархічних структур в гетерогенних полімерних системах.

-    Відділ модифікації полімерів (С.В. Рябов). Структурно-хімічна та структурна модифікація та механохімія  синтетичних гетероланцюгових і природних полімерів і їх систем.

-    Відділ полімерів медичного призначення (Н.А. Галатенко). Синтез нових біосумісних уретановмісних полімерів, формування на їх основі композицій медичного призначення та проведення фізико-хімічних і медикобіологічних випробувань полімерних матеріалів.

-  Відділ полімерних композитів (Є.В. Лебедєв). Структура та властивості полімерних композитів.

- Відділ олігомерів і сітчастих полімерів (В.В. Шевченко). Синтез  реакційноздатних олігомерів і створення функціональних полімерних систем на їх основі.

-    Відділ фізики полімерів (В.В. Клепко). Структура та властивості полімерних систем і нанокомпозитів різного рівня топологічної складності.

-     Відділ термостійких полімерів та нанокомпозитів (О.М. Файнлейб). Синтез та дослідження структури і фізичних властивостей термостійких гетероциклічних полімерів, кополімерів, мікро- і нанокомпозитів, у тому числі, полімерних пін і нанопористих плівок. Розробка ефективних методів вторинного використання полімерних відходів і їх застосування у будівництві та у дорожній галузі. Роботи з модифікації бетону, з отримання і дослідження композиційних матеріалів для різних галузей промисловості.

Станом на 01.01.2024 в інституті працюють 163 співробітники, у тому числі 2 член-кореспонденти НАН України, 94 наукові співробітники, 16 докторів та 49 кандидатів наук.