The object of research, development or design (in Russian) : Исследование было направлено на структурное проектирование, синтез и физико-химическое исследование новых изогнутых и жестких ароматических ионных полимеров с высоким свободным объемом. Эти полимеры предназначались для применения в передовых мембранных технологиях разделения газов. В работе был осуществлен синтез ароматических мономеров на основе специально разработанного димидазола, жестких структурных соединяющих фрагментов, а также структурных единиц, содержащих сульфонимидные функциональные группы. Кроме того, были подготовлены и охарактеризованы тонкие, бездефектные полимерные мембраны для селективного разделения газовых смесей, связанных с энергетикой.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу жұмысы жоғары бос көлемге ие жаңа иілген және қатаң ароматтық иондық полимерлердің құрылымдық жобалануы, синтезі және физика-химиялық сипатталуына бағытталған болатын. Бұл полимерлер алдыңғы қатарлы газдарды бөлуге арналған мембраналық технологияларда қолдануға арналған еді. Жұмыста арнайы жобаланған диимидазолға негізделген ароматтық мономерлердің, қатаң құрылымды байланыстырғыш фрагменттердің, сондай-ақ сульфонимидтік функционалды топтарды қамтитын құрылымдық бірліктердің синтезі жүзеге асырылды. Бұған қоса, энергиямен байланысты газ қоспаларын селективті бөлуге арналған жұқа, ақаусыз полимерлік мембраналарды дайындау және оларды сипаттау жүргізілді.

Aim of work (in Russian) : Цель работы заключалась в исследовании взаимосвязей между структурой и свойствами новых ионных полимеров с высоким свободным объёмом, а также в оптимизации их структурных особенностей для повышения эффективности газоразделения. Для достижения этой цели были проведены экспериментальный синтез, комплексная характеристика материалов, изготовление тонких плёнок и предварительная оценка качества мембран.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты жоғары бос көлемді иондық полимерлердің құрылым–қасиет өзара байланыстарын зерттеу және газдарды бөлу тиімділігін арттыру үшін олардың құрылымдық ерекшеліктерін оңтайландыру болды. Бұл мақсатқа эксперименттік синтез жүргізу, материалдарды жан-жақты сипаттау, жұқа үлдірлерді дайындау және мембрана сапасын алдын ала бағалау арқылы қол жеткізілді.

Методы исследования (на русском) : Исследование реализовано с использованием интегрированного подхода, объединяющего синтетическую химию, аналитические методы и материаловедение, в соответствии с календарным планом первого года. Для получения разнообразных изогнутых ароматических мономеров на основе диимидазола, сульфонимид-функционализированных единиц и жестких связующих использовались контролируемые протоколы органического синтеза, а подтверждение структуры проводилось с помощью ЯМР-спектроскопии, Фурье-спектроскопии в инфракрасной области (FTIR), масс-спектрометрии, термического анализа и других спектроскопических методов. Эти мономеры впоследствии полимеризовали для получения жестких, изогнутых ионных полимеров с высокой свободной объемностью, которые характеризовались качественно и количественно с использованием ЯМР, FTIR, гель-проникающей хроматографии (GPC), термогравиметрического анализа (TGA), дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) и рентгеновской дифракции (XRD). В завершение были изготовлены бездефектные тонкие полимерные пленки методом литья из раствора и формирования мембран, при этом морфология мембраны, целостность пленки и качество поверхности тщательно оценивались перед проведением испытаний по разделению газов.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу синтетикалық химия, аналитикалық әдістер және материалтануды біріктіретін интеграциялық тәсілді қолдана отырып жүргізілді, бірінші күнтізбелік жоспарына сәйкес. Диимидазол негізіндегі иілген ароматикалық мономерлерді, сульфонимидпен функционалданған бөліктерді және қатты байланыстырғыштарды алу үшін бақыланатын органикалық синтез протоколдары қолданылды, ал құрылымдық растау ЯМР спектроскопиясы, FTIR, масс-спектрометрия, термиялық талдау және басқа да спектроскопиялық әдістер арқылы жүзеге асырылды. Бұл мономерлер кейіннен жоғары бос көлемді қатты, иілген иондық полимерлерді алу үшін полимерленді, оларды сапалық және сандық тұрғыдан ЯМР, FTIR, гель өткізгіш хроматографиясы (GPC), термогравиметриялық талдау (TGA), дифференциалды сканирлеу калориметриясы (DSC) және рентгендік дифракция (XRD) әдістерімен сипаттады. Соңында, дефектсіз жұқа полимерлі пленкалар ерітіндіден құю және мембрана жасау әдістері арқылы дайындалды, ал мембрананың морфологиясы, пленканың тұтастығы және бет сапасы газдарды бөлу сынақтарын жүргізбестен бұрын мұқият бағаланды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В рамках выполнения задач первого календарного плана были успешно синтезированы новые ароматические мономеры, содержащие димидазольные и сульфонимидные группы, и проведена их структурная идентификация. Эти мономеры были использованы для получения нового класса жестких ионных полимеров с высоким свободным объемом, которые были всесторонне охарактеризованы современными аналитическими методами. Тонкие пленки, изготовленные из этих полимеров, продемонстрировали отличные свойства формирования бездефектных пленок, высокую механическую прочность и пригодность для газоразделительных применений. Научная новизна работы заключается в интеграции изогнутых жестких структур, включая спиро-подобную архитектуру. Сильные ионные взаимодействия способствовали супрамолекулярной сборке и высокому свободному объему, увеличивая газопроницаемость. Эти первые результаты стали надежной основой для последующих исследований эффективности разделения газов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бірінші күнтізбелік жоспардың міндеттерін орындау аясында диимидазол және сульфонимид топтарын қамтитын жаңа ароматты мономерлер сәтті синтезделіп, олардың құрылымы расталды. Бұл мономерлер жоғары ішкі бос көлемге ие жаңа класты қатты иондық полимерлерді өндіру үшін қолданылды, олар заманауи аналитикалық әдістермен жан-жақты сипатталды. Осы полимерлерден дайындалған жұқа пленкалар дефектсіз пленка түзудің тамаша қасиеттерін көрсетті, механикалық тұрақтылығы жоғары болып, газды бөлу қолданбаларына жарамдылығын дәлелдеді. Жұмыстың жаңалығы – иілген қатты құрылымдардың, соның ішінде спиро тәрізді архитектураның интеграциясы. Күшті иондық өзара әрекеттесулер супрамолекулярлық жинақталуға және жоғары бос көлемге мүмкіндік беріп, газ өткізгіштілікті арттырды. Бұл алғашқы нәтижелер газды бөлу тиімділігін зерттеудің кейінгі кезеңдері үшін сенімді негіз болды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технические показатели включали успешный синтез новых мономеров для получения полимеров с высокой свободной объемностью, формирование жестких ионных полимеров с регулируемыми супрамолекулярными взаимодействиями и изготовление тонких, бездефектных полимерных пленок со стабильной морфологией и подтвержденной термической и механической стабильностью, которые были готовы к последующим испытаниям по разделению газов (CO₂/N₂, CO₂/CH₄, H₂/N₂, O₂/N₂ и др.). С экономической точки зрения, лабораторные синтетические маршруты оказались масштабируемыми, что открывало перспективу увеличения производства в будущем.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкциялық және техникалық көрсеткіштерге қол жеткізу үшін жоғары бос көлемді жаңа мономерлер сәтті синтезделіп, реттелетін супрамолекулярлық өзара әрекеттесулерге ие қатты иондық полимерлер түзіліп, тұрақты морфологиясы, термиялық және механикалық тұрақтылығы расталған жұқа, дефектсіз полимерлі пленкалар дайындалды, олар кейінгі газды бөлу сынақтарына (CO₂/N₂, CO₂/CH₄, H₂/N₂, O₂/N₂ және т.б.) арналды. Экономикалық тұрғыдан алғанда, зертхана масштабыдағы синтетикалық жолдар масштабталуға қабілетті болып, бұл болашақта өндірісті ұлғайту мүмкіндігін уәде етті.

Level of implementation (in Russian) : Проект успешно завершил лабораторный синтез и характеристику мономеров и полимеров, продемонстрировал изготовление бездефектных тонких пленок и перешёл от разработки материалов к оценке функциональной эффективности мембран при поддержке международного сотрудничества.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба мономерлер мен полимерлердің зертханалық масштабтағы синтезін және сипатталуын сәтті аяқтады, дефектсіз жұқа пленкаларды өндіруді көрсетті және материалдарды әзірлеуден функционалдық мембрана өнімділігін бағалауға халықаралық ынтымақтастықтың қолдауымен өтті.

Efficiency (in Russian) : Даже на этой ранней стадии проект продемонстрировал высокий потенциал эффективности за счёт контролируемого проектирования мономеров и полимеров, производства стабильных бездефектных тонких пленок, сниженных энергетических затрат и прогнозируемой высокой эффективности разделения газов.

Efficiency (in Kazakh) : Тіпті осы бастапқы кезеңде жоба мономерлер мен полимерлерді бақыланатын жобалау арқылы синтездеді, тұрақты, дефектсіз жұқа пленкаларды өндірді, аз энергия тұтынуды қамтамасыз етті және жоғары газды бөлу тиімділігін көрсетті, бұл оның жоғары потенциалын дәлелдеді.

Field of application (in Russian) : Материалы и мембраны, разработанные в рамках этого проекта, предназначены для различных применений в области газового разделения включая улавливание CO₂, очистку водорода, разделение олефинов и парафинов, переработку природного газа и разделение воздуха поддерживая энергоэффективные, низкоэмиссионные технологии и способствуя развитию мембранных исследований в Казахстане через международное сотрудничество.

Field of application (in Kazakh) : Осы жобада әзірленген материалдар мен мембраналар әртүрлі газдарды бөлу қолданбаларына арналған CO₂ ұстап қалу, сутегін тазарту, олефиндер мен парафиндерді бөлу, табиғи газды өңдеу және ауаны бөлу сияқты энергияны үнемдейтін, төмен эмиссиялы технологияларды қолдап, халықаралық ынтымақтастық арқылы Қазақстандағы мембраналық зерттеулерді дамытады.