СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Способ получения нанокомпозиционного материала из
a) по меньшей мере одной неорганической или металлорганической фазы; а также
b) органической полимерной фазы,
включающий полимеризацию по меньшей мере одного мономера, который включает
- по меньшей мере одну первую способную к полимеризации мономерную структурную единицу А, которая содержит металл или полуметалл М, а также
- по меньшей мере одну вторую способную к полимеризации органическую мономерную структурную единицу В, которая связана со способной к полимеризации структурной единицей А с помощью ковалентной химической связи,
в условиях полимеризации, при которых как способная к полимеризации мономерная структурная единица А, так и способная к полимеризации мономерная структурная единица В полимеризуются с разрушением связи между А и В,
причем мономеры, подлежащие полимеризации, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в одной из мономерных структурных единиц А или В, или
причем мономеры, подлежащие полимеризации, помимо по меньшей мере одного мономера, подлежащего полимеризации, включают по меньшей мере один дополнительный, отличающийся от него мономер без мономерной структурной единицы А, который способен к сополимеризации с мономерной структурной единицей В.
2. Способ по п.1, причем металл или полуметалл мономерной структурной единицы А выбирается среди В (бора), Al (алюминия), Si (кремния), Ti (титана), Zr (циркония), Hf (гафния), Ge (германия), Sn (олова), Pb (свинца), V (ванадия), As (мышьяка), Sb (сурьмы), Bi (висмута) и их смесей.
3. Способ по п.1 или 2, причем металл или полуметалл М включает по меньшей мере 90% мольн., в пересчете на общее количество М, кремния.
4. Способ по п.1 или 2, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере на одну из мономерных структурных единиц А или В, а мольное отношение мономера М1 и М2 друг к другу находится в интервале от 5:95 до 95:5.
5. Способ по п.п.1 или 2, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере по мономерной структурной единице А.
6. Способ по п.1, причем мономеры, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, описываются общей формулой I:
где
M является металлом или полуметаллом;
1
2
a
b
a
b
2
R, R могут быть одинаковыми или различаться и представляют собой соответственно остаток Ar-C(RR)-, в котором Ar является ароматическим или гетероароматическим кольцом, которое при необходимости содержит 1 или 2 заместителя, которые выбирают из галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкокси с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила, и R, R независимо друг от друга являются атомами водорода или метилом или вместе обозначают атом кислорода или метилиденовую группу (=СН),
1
2
или остатки RQ и RG вместе представляют собой остаток формулы А
a
b
в которой А является конденсированным по двойной связи ароматическим или гетероароматическим кольцом, m равно О, 1 или 2, остатки R могут быть одинаковыми или разными и выбираются среди галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкокси с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила, a R, R имеют значения, указанные выше;
G представляет собой О, S или NH;
Q представляет собой О, S или NH;
q в соответствии с валентностью и зарядом М равно 0, 1 или 2,
X, Y могут быть одинаковыми или разными и соответственно представляют собой О, S, NH или химическую связь;
1
2
a
b
a
b
a
b
1
2
R', R' могут быть одинаковыми или разными и соответственно представляют собой алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, циклоалкил с числом атомов углерода от 3 до 6, арил или остаток Ar'-C(R',R')-, в котором Ar' имеет значение, приведенное для Ar, a R', R' имеют значения, приведенные для R, R, или R', R' вместе с X и Y представляют собой остаток формулы А, как определено выше,
1
или если Х представляет собой кислород, остаток R может являться остатком формулы:
1
2
2
в которой q, R, R, R', Y, Q и G имеют значения, указанные выше, а # обозначает связь с X.
7. Способ по п.5, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают по меньшей мере один мономер общей формулы II:
в которой
М является металлом или полуметаллом;
А и А' соответственно являются конденсированным по двойной связи ароматическим или гетероароматическим циклом;
m и n независимо друг от друга равны 0, 1 или 2;
G и G' являются одинаковыми или разными и независимо друг от друга представляют собой О, S или NH;
Q и Q' являются одинаковыми или разными и независимо друг от друга представляют собой О, S или NH;
R и R' являются одинаковыми или разными и независимо друг от друга выбирают из галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкокси с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила;
a
b
a
b
a
b
a
b
и R, R, R', R' независимо друг от друга выбираются из атомов водорода и метила, или R и R и/или R и R' вместе представляют собой соответственно атом кислорода.
8. Способ по п.7, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в мономерной структурной единице А, причем мономер М1 выбирается из мономеров формулы II.
9. Способ по п.7 или 8, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в мономерной структурной единице А, причем мономер М1 выбирается из мономеров формулы II, и причем по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирают из мономеров формулы III:
в которой
М является металлом или полуметаллом;
А является конденсированным по двойной связи ароматическим или гетероароматическим циклом;
m равно 0, 1 или 2;
q в соответствии с валентностью и зарядом М равно 0, 1 или 2,
G представляет собой О, S или NH;
Q представляет собой О, S или NH;
R независимо друг от друга выбирают из галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкокси с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила;
a
b
a
b
R, R независимо друг от друга выбираются из атомов водорода и метила, или R и R вместе представляют собой атом кислорода или метилиденовую группу, и
c
d
R, R являются одинаковыми или разными и выбираются среди алкилов с числом атомов углерода от 1 до 6, циклоалкилов с числом атомов углерода от 3 до 6 и арилов.
10. Способ по п.7 или 8, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в мономерной структурной единице А, причем мономер М1 выбирается из мономеров формулы II, и причем этот по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирают из ароматических соединений, которые содержат по меньшей мере две триалкилсилилоксиметильные группы и/или арилдиалкилсилилоксиметильные группы, связанные с одним и тем же или с разными фенильными кольцами.
11. Способ по п.7 или 8, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере на мономерную структурную единицу В, а при необходимости А, причем мономер М1 выбирают из мономеров формулы II, и причем этот по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирают из мономеров формулы IV:
в которой
М является металлом или полуметаллом;
Ar, Ar' являются одинаковыми или разными и представляют собой соответственно ароматическое или гетероароматическое кольцо, которое при необходимости содержит 1 или 2 заместителя, которые выбираются среди галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкоксилов с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила;
a
b
a
b
a
b
a
b
R, R, R', R' независимо друг от друга выбираются из атомов водорода и метила, или R и R и/или R и R' вместе представляют собой соответственно атом кислорода;
q в соответствии с валентностью М равно 0, 1 или 2;
X, Y могут быть одинаковыми или разными и соответственно представляют собой О, S, NH или химическую связь, и
1
2
a
b
a
b
a
b
1
2
R', R' могут быть одинаковыми или разными и соответственно представляют собой алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, циклоалкил с числом атомов углерода от 3 до 6, арил или остаток Ar”-С(R”,R”)-, в котором Ar' имеет значение, приведенное для Ar, a R”, R” имеют значения, приведенные для R, R, или R', R' вместе с Х и Y представляют собой остаток формулы А, в частности, остаток формулы А, как определено выше.
12. Способ по п.6, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают по меньшей мере один мономер общей формулы IV, как определено в п.11.
13. Способ по п.11, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают по меньшей мере один мономер общей формулы V:
в которой
М является металлом или полуметаллом;
Ar, Ar' являются одинаковыми или разными и представляют собой соответственно ароматическое или гетероароматическое кольцо, которое при необходимости содержит 1 или 2 заместителя, которые выбирают из галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкоксилов с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила;
a
b
a
b
a
b
a
b
R, R, R', R' независимо друг от друга выбираются из атомов водорода и метила, или R и R и/или R и R' вместе представляют собой соответственно атом кислорода; и
q в соответствии с валентностью М равно 0, 1 или 2.
14. Способ по п.13, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в мономерной структурной единице А, причем мономер М1 выбирают из мономеров формулы V, и причем этот по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирают из мономеров формулы V, которые отличаются от мономера М1 по (полу)металлу М.
15. Способ по п.13, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по мономерным структурным единицам А и В, причем мономер М1 выбирается из мономеров формулы V, и причем этот по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирается из мономеров формулы III, как определено в п.9.
16. Способ по п.13, причем мономеры, подлежащие полимеризации, которые содержат по меньшей мере одну мономерную структурную единицу А и по меньшей мере одну мономерную структурную единицу В, включают первый мономер М1 и по меньшей мере один второй мономер М2, который отличается от мономера М1 по меньшей мере в мономерной структурной единице А, причем мономер М1 выбирают из мономеров формулы V, и причем этот по меньшей мере один дополнительный мономер М2 выбирают из мономеров формулы VI:
в которой
М является металлом или полуметаллом;
Ar, Ar' являются одинаковыми или разными и представляют собой соответственно ароматическое или гетероароматическое кольцо, которое при необходимости содержит 1 или 2 заместителя, которые выбирают из галогенов, CN, алкилов с числом атомов от 1 до 6, алкокси с числом атомов углерода от 1 до 6 и фенила;
a
b
a
b
a
b
a
b
R, R, R', R' независимо друг от друга выбирают из атомов водорода и метила, или R и R и/или R и R' вместе представляют собой соответственно атом кислорода;
q в соответствии с валентностью М равно 0, 1 или 2; и
c
d
R, R являются одинаковыми или разными и соответственно выбирают из алкилов с числом атомов углерода от 1 до 6, циклоалкилов с числом атомов углерода от 3 до 6 и арилов.
17. Нанокомпозиционный материал из
a) по меньшей мере одной неорганической или металлорганической фазы; и
b) органической полимерной фазы,
в котором фазовые домены неорганической или металлорганической фазы и фазовые домены органической полимерной фазы имеют совместно-непрерывное расположение, а расстояния между соседними доменами идентичных фаз составляют не более 10 нм,
причем этот нанокомпозиционный материал может быть получен по способу согласно одному из вышеприведенных пунктов.
18. Нанопористый неорганический материал на основе оксида (полу)металла или нитрида (полу)металла М, который может получаться с помощью окислительного удаления органических компонентов из композиционного материала по п.17.
19. Углеродсодержащий нанокомпозиционный материал, содержащий
a) углеродную фазу С;
b) и по меньшей мере одну неорганическую фазу оксида (полу)металла или нитрида (полу)металла М;
который может получаться путем прокаливания композиционного материала из п.17 при исключении кислорода в значительной степени или полностью, в котором углеродная фаза С и неорганическая фаза образуют, по существу, совместно-непрерывные фазовые домены, причем среднее расстояние между двумя соседними доменами идентичных фаз составляет не более 10 нм.