Синтез, структура и особенности формирования бифазных гибридных композиций на основе бентонита

Ключевые слова: гибридные композиционные материалы (ГКМ), in-situ полимеризация, матрица, интеркалированный комплекс (ИКК), перколированный комплекс (ПКК), взаимопроникающая сетка (ВПС)

Аннотация

Исследованы синтез, структура и особенности формирования бифазных гибридных полимерных композиций на основе природного ионита (бентонит – БТ), его интеркалированного комплекса (ИКК) с твердым раствором ферроцианида меди К4-хCux[Fe(CN)6] и синтетического редкосшитого сополимера акриламида и акриловой кислоты. По данным РСА, РФА, ИК Фурье-спектроскопии и кривых зависимости «напряжение—деформация» проанализирован механизм образования бифазных интеркалированных и перколированных структур. Показано, что импрегнация в полимерную матрицу минерального наполнителя бентонита, в том числе его интеркалированного комплекса {БТ:К4-хCux[Fe(CN)6]}, сопровождается повышением неоднородности структуры гибридного композиционного материала. Установлено, что основным фактором, характеризующим деформационную стабильность композита, является адгезионная прочность на границе раздела минеральный наполнитель—полимерная матрица. При одноосном растяжении композиции П[АА-АК]{БТ} и перколированного комплекса (ПКК) П[АА-АК]{БТ:К4-хCux[Fe(CN)6]} происходит перестройка их внутренней структуры, в результате чего имеет место вытягивание агломератов твердых наполнителей вдоль полимерных цепей, что определяется силой адгезии между полимерными цепями и минеральными частицами на границе раздела фаз. Предлагается рассматривать подобные бифазные гибридные композиционные материалы как перспективный класс взаимопроникающих сеток, обладающих полезными прикладными свойствами.

Литература

1 Albdiry MT, Yousif BF, Ku H, Lau KT (2012) J Compos Mater 47:1093-1115. Crossref

2 Du JH, Cheng HM (2012) Macromol Chem Phys 213:1060-1077. Crossref

3 Calvert P (1999) Nature 399:210-211. Crossref

4 Liu MX, Jia ZX, Jia DM, Zhou CR (2014) Prog Polym Sci 39:1498-1525. Crossref

5 Mark JE (1996) Polym Eng Sci 36:2905-2920. Crossref

6 Herron N, Thorn DL (1998) Adv Mater 10(15):1173-1184. Crossref

7 Reynaud E, Gauthier C, Perez J (1999) Rev Metall 96:169-176. Crossref

8 Choudalakis G, Gotsis AD (2009) Eur Polym J 45:967-984. Crossref

9 Han Z, Fina A (2011) Prog polym sci 36(7):914-944. Crossref

10 Potts JR, Dreyer DR, Bielawski CW, Ruoff RS (2011) Polymer 52:5-25. Crossref

11 Fu S, Sun Z, Li Y, Hu N (2019) Nano Materials Science 1:2-30. Crossref

12 Giannelis EP, Krishnamoorti R, Manias E (1999) Polymers in Confined Environments. Springer, Berlin, Heidelberg. P.107-147. ISBN: 978-3-540-69711-4

13 Biswas M, Ray SS (2001) Adv Polym Sci 155:167-221. Crossref

14 Ray SS, Okamoto M (2003) Prog Polym Sci 28:1539-1641. Crossref

15 Alexandre M, Dubois P (2000) Mater Sci Eng R 28:1-63. Crossref

16 Ma J, Xu J, Ren JH, Yu ZZ, Mai YW (2003) Polymer 44:4619-4624. Crossref

17 Narod A, Sarsheshova AM, Beisebekov MM, Kairalapova GZ, Iminova RS et al (2012) Chem Bull Kaz Nat Univ 3:209-213. (In Russian)

18 Kholnazarov B, Turaev H, Nazarov Y (2020) Universum: Chemistry and Biology [Universum: khimiya i biologiya] 10(76):37-40. URL . (In Russian)

19 (1981) Chemistry of ferrocyanides [Kimiya forrocyanidov] ed. Tananaev IV. Nauka, Moscow, Russia. (In Russian)

20 Panasyugin AS, Tsyganov AR, Masherova NP, Grigoryev SV (2018) Proceedings of BSTU [Trudy BGTU] 2(1):128-134. (In Russian)

21 Li Y, Fu SY, Lin DJ, Zhang YH, Pan QY (2005) Fuhe Cailiao Xuebao/Acta Materiae Compositae Sinica 22:11-15.

22 Mamytbekov GK, Bekultanov ZhI, Bannykh VI (2022) Chem Bull Kaz Nat Univ 1:30-42. Crossref . (In Russian)

23 Krupskaya VV, Zakusin SV, Lekhov VA, Dorzhieva OV, Belousov PE, Tyupina EA (2020) Radioactive Waste [Radioaktivnyye otkhody] 1(10):35-55. Crossref . (In Russian)

24 Goltsev YG, Matkovskaya LA, Nechitailo VB, Tsaritsyna VV, Ilin VG (2000) Theoretical and experimental chemistry [Teoreticheskaya i eksperimental’naya khimiya] 36(5):322-328. (In Russian)

25 Shapkin NP, Panasenko AE, Khalchenko IG, Pechnikov VS, Majorov VY et al (2020) Journal of Inorganic Chemistry [Zhurnal neorganicheskoy khimii] 65(10):1416-1425. Crossref . (In Russian)

26 (1981) Polymer Blends [Polimernyye smesi] eds. Paul DR., Neman S. Mir, Moscow, USSR. Vol.2. (In Russian)

27 Amphlett CB (1966) Inorganic Ion exchangers [Neorganicheskiye ionity]. Mir, Moscow, USSR. (In Russian)
Опубликован
2022-07-22
Как цитировать
Mamytbekov, G., Zhakanbaev, E., Nurtazin, E., & Glushenko, V. (2022). Синтез, структура и особенности формирования бифазных гибридных композиций на основе бентонита. Вестник КазНУ. Серия химическая, 106(3), 42-51. https://doi.org/https://doi.org/10.15328/cb1280
Раздел
Органическая химия и химия полимеров