Рентгенографски и някои други изследвания на полиетерестери, техни смеси и желатин”, представена от Антон Атанасов Апостолов

Цялата научна дейност на Антон Апостолов е в областта на физикохимията на полимерите, по-специално в изследване на зависимостта между химическия и структурен състав на полимерите, тяхната надмолекулна структура и физикомеханичните им свойства, от които зависи и приложението им. Дисертационната му работа включва рентгенографски и допълващи ги изследвания върху хетероверижни полимери, съдържащи етерни, естерни и амидни групи. Работата е представена на 254 страници, включва 149 фигури, 40 таблици и 258 литературни източници. А. Апостолов е представил дисертационния си труд не по общоприетия начин: липсва въвеждащият литературен преглед, в който да бъдат изяснени предшестващите научни достижения в областта, в която той работи. Апостолов започва направо описание на собствените резултати, като при обсъждане на резултатите извършва и дискусия с известното в литературата. Той цитира голям брой литературни източници, в които включва и собствените. Без предшестващ литературен обзор липсват цел и задачи на дисертационния труд, които би трябвало да се подразбират от резултатите и изводите. Дискусията, която Антон Апостолов води при обсъждане на получаваните от него и съавтори резултати обаче го представят като специалист, който познава съвременното състояние на изследванията в областта на надмолекулната структура на полимерите и успехите, постигнати чрез рентгенов анализ в тази област. Всред полимерната колегия у нас той е признат като най-добрият специалист по рентгеноструктурен анализ на надмолекулната структура на полимерите.

В своите изследвания Апостолов е използвал рентгенов апарат D500 на фирмата Сименс, Германия. В някои от изследванията използва апарат с въртящ се анод за постигане на неколкократно по-висок интензитет с генератор на фирмата Сименс, графитен монохроматор и 2D детектор със съответен софтуер. Някои от изследванията са проведени със синхротрона DESY в Хамбург, Германия, в лабораторията HASYLAB, което позволява снемането на една дифрактограма (както широко-, така и малкоъглова за 10-60 секунди, което пък позволява процесите на кристализация, деформация и релаксация да бъдат следени в реално време. Използваните полимерни проби са прахови, във вид на пластинки или във вид на нишки. Според вида на измерванията са избирани и приспособявани прободържатели, позволяващи деформирани на пробата във вид на нишка. Използването на тази апаратура и допълнителните устройства към тях са позволили А.Апостолов да получи една отлична квалификация в областта на методиката за рентгеново изследване на полимерите. Като допълващи изследвания с оглед да се подкрепят резултатите от рентгеновите, той определя деформацията на полимерите и измененията, които настъпват в рентгеновите картини при деформиране; използва диференциално сканираща калориметрия; якостта на опън като снема зависимостта напрежение-деформация; динамичен механичен термичен анализ; микротвърдост пo Vickers; релаксация на механичните напрежевия с определяне на кривите ъгъл на усукване-момент на силите; топлинното разширение на полимерите; термогравиметрия; естествено стареене и биоразградимост. А.Апостолов прилага изчислителен метод като използва така наречения „модул на паракристалните домени”на Zernike и Prins. Той използва изчислителен път и при определяне на отделните части на фибровите рентгенови тектстури.

Използваните рентгенови и допълнителните към тях изследвания позволяват на Апостолов с голяма достоверност да разкрива надмолекулните структури на полимерите, а именно да определя големинета на така наречените големи периоди, да определя обемната част на аморфните и кристални домени в полимерите и да обяснява тяхното изменение при деформиране.

1. 
   Чрез изследване на полиетерестери той установява, че при малка афинна деформация става удължаване на разстоянието между ламелите перпендикулярно на фибрилната ос. При по-големи деформации се образуват ансамбли от наклонени ламели, като при максимална деформация те отново се разполагат перпендикулярно на фибровата ос.Той доказва, че проходните молекули имат съществена роля при тези процеси. Чрез използване на синхотронно лъчение е установено, че понякога съществуват 5 структурно-деформационни интервали. Интересно е, че при големи деформации може да се наблюдава напречна периодичност ( напречен голям период). Интересни са резултатите по получаване на 6-точкова малкоъглова дифракционна картина, въпреки че тя не е достатъчно контрастна. Тези резултат внасят съществен принос към съвременните представи за структурата на полимерните влакна.
   
2. 
   Установено е, че в смеси от РВТ и РЕЕ се наблюдана съкристализация от частична до пълна, което е много интересно, защото е всеизвестно, че полимерите като правило не образуват общи кристали. Много интересни са и данните за кристализация и съкристализация на хомополимер и негов съполимер.
   
3. 
   Чрез определяне на микротвърдост, паралелно с WAXS, е изследван полиморфният преход на ПВТ и негови смеси. Тук е приложен и нов метод за пресмятане на големия период при полиморфния преход.
   
4. 
   Интересни са резултатите от изследванията на смесите от високотопимия РЕТ и по-нискотопимите РА 6, РА 12 и РЕЕ и РВТ с РЕ и РР. В тях възникват сходни кристалити от индивидуалните полимери. Тези смеси предлагат възможности за приложение на нови композити, в които високотопимият полимер в ориентирано състояние може да играе ролята на армировка за по-нискотопимия.
   
5. 
   Много интересен изглежда методът за определяне на обемните части на фибровите структури.
   

6. 
   От гледна точка на възможносттите за практическо приложение особено полезни са резултатите за подобряване на механичните свойства на природния желатин. Показано е, че това може да се осъществи след ориентационно изтегляне на желатина в набъбнало състояние. Установени са така наречените критични концентрации на водата, която е пластификатор за желатина. Нейната роля е еднаква, както за неомрежения, така и за омрежения желатин. Успех представлява и омреженият с различни вещества желатин.
   
7. 
   Изследваните биоразградими омрежени и неомрежени ламинати на база желатин и желатин/нишесте, усилени с копринена и ленена тъкан, са много перспективни, поради високите якостни показатели и възможността да се използват без замърсяване на околната природа. Това са съвършено нови материали, чието използване не би замърсявало природната среда.
   

В дисертацията си А. Апостолов със съавтори е получил много голям брой факти, които съществено допълват нашите познания за надмолекулната структура на полимерите и нейните промени при деформиране.

Основна слабост на дисертацията е начинът, по който Апостолов я представя. Поради непоставените предварително задачи той навлиза последователно в твърде много подробности, които разводняват в известна степен изложението. Няма да разширявам тази си забележка, защото и аз като него ще се захвана за редица подробности, които нямат значение за основните приноси на дисертационния труд. Ще направя само някои бележки:

1. 
   Не винаги са добре охарактеризирани използваните полимери. Липсват молекулна маса, степн на кристалност в изотропно състояние, произход на полимера и други данни.
   
2. 
   Апостолов използва екструдирани проби, но не дава условията на екструдиране, които съществено влияят на надмолекулната структура.
   
3. 
   Модулът на Юнг има измерение на механично напрежение и затова е висок или нисък, а не е голям или малък (стр.67).
   
4. 
   На стр.100 и след нея се разглежда релаксацията, но не разбирам защо той тъси линейна зависимост между напрежение (или модул) и време, когато теоретично е добре известно, че това е затихваща експоната.
   
5. 
   Не е ясно защо е използвана „реципрочна специфична скорост на износване”, а не самата „специфична скорост”(стр.212).
   

Имам една препоръка за бъдещите изследвания в това направление. Апостолов трябва да се опита да синтезира или да използва повече съполимери, в които така наречените „кристализиращи твърди сегменти” и „меките трудно кристализиращи сегменти” да са с различни размери, за да може да се обвърже по-непосредствено молекулната структура на полимерите с надмолекулната структура и нейното изменение при ориентиране и механично въздействие. Тогава по-ясен структурен показател би бил така и наречения „голям период”.

Работите на Апостолов, съвместно с Факиров, Евстатиев, Василева и другите съавтори са добре известни в световната литература. Дисертационният труд на Антон Апостолов представлява обобщение на 31 научни публикации, с малки изключения (2) публикувани в специализирани чуждестранни списания, всички с импакт фактор.Части от дисертационния труд са били дакладвани на 15 конференциии и симпизиуми у нас и в чужбина. Въпреки че в документите не намерих данни за броя на цитатите, имал съм възможност да се убедя, че те са няколко стотин. Той ми представи допълнителен списък с 270 цитати до 2009г. Ролята на Апостолов в тези изследвания е основна, защото по-голямата част от изводите се основават на рентгеноструктурните изследвания, които той изпълнява и които тълкува.

Авторефератът съответства на дисертацията.

По брой на публикуваните научни статии и по отзивите, намерени в специализираните списания, той напълно отговаря на изискванията за получаване на научната степен „доктор на науките”. Научните приноси, описани в дисертационния труд, го представят като специалист, достоен да носи научната степен „доктор на науките”.