Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

21 июля 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

В качестве примера использования поверхностно-активных веществ можно привести нанесение поверхностно-активного вещества для улучшения свойств композита УНТ (углеродные нанотрубки) / полимер. Таким образом, они могут увеличить температуру стеклования (Tg) полимера и его жесткость. Хотя поверхностно-активное вещество может улучшать гомогенизацию, трудно понять, как оно может улучшить межфазную адгезию между волокном и полимерной матрицей. Более того, ученые обнаружили, что теплопроводность композитов, содержащих нанотрубки, модифицированные сурфактантом, значительно меньше, чем теплопроводность композитов, не содержащих добавку. Поверхность нанотрубок может быть химически модифицирована для улучшения межфазной адгезии путем функционализации трубок. Улучшение свойств неизменно сообщалось как результат такой модификации, как и ожидалось.

Химические реакции могут происходить между реакционноспособной группой связующего агента и системой электронов нанотрубки. Однако химическая модификация волокон изменяет их структуру, уменьшает регулярность, изменяет свойства и обычно уменьшает проводимость. УНТ могут быть химически модифицированы прямой реакцией со стенками трубок или предшествующим окислением, которое создает карбоксильные или гидроксильные группы на поверхности. Карбоксильные группы могут образовываться путем окисления на воздухе или в кислороде, в концентрированной серной или азотной кислоте, перекиси водорода или в смеси различных кислот. Количество функциональных групп, а также соотношение групп -COOH / -OH зависит от типа и условий окислительной реакции, а также от времени реакции и температуры. Карбоксильные группы очень полезны, поскольку они очень реакционноспособны и могут реагировать с большим количеством соединений.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

УНТ были успешно функционализированы тиокарбоксильными и дитиокарбоксильными эфирами, которые помогают образованию поперечных связей между нанотрубками. Одностенные УНТ также могут быть галогенированы фтором при различных температурах. Растворимость модифицированных таким образом УНТ лучше в спирте по сравнению с чистыми нанотрубками, что облегчает реакцию с реактивами Гриньяра или с алкиллитием. УНТ также реагировали непосредственно с нитренами или карбенами для улучшения растворимости, и арильные группы также образовывались на поверхности нанотрубок. Помимо функционализации поверхности определенным соединением или группой, полимеры также часто прививаются на поверхность. Преимуществом прививки является использование полимера с четко определенной молекулярной массой, полидисперсностью и структурой, но этот полимер должен быть приготовлен отдельно, а стерические эффекты снижают эффективность прививки.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

Таким образом, нанотрубки были успешно модифицированы с помощью PS, PVOH, PEG и PLA. Трубки могут быть модифицированы также и другими способами, причем может быть достигнута более высокая плотность прививания, но реакции в этих случаях более чувствительны к составу смеси и условиям. Нанотрубки, привитые PS, PMMA и PA6, были получены с использованием таких методик. Списки методов, используемых для модификации поверхности УНТ, публикуются в научных источниках. Несмотря на огромные усилия и интенсивные исследования, композиты, усиленные УНТ, пока не оправдывают ожиданий, их производительность в большинстве случаев умеренная, особенно если сравнивать ее с их ценой. Возможным способом преодоления трудностей, вызванных формой и конформацией нанотрубок, может быть использование нановолокон, полученных методом электроспиннинга. По словам некоторых исследователей, эти волокна во многих отношениях превосходят нанотрубки, хотя способ контроля межфазных взаимодействий неясен и в этом случае.

Методы, используемые для модификации поверхности УНТ, могут быть применены и к сферическим нанонаполнителям. Поверхность частиц модифицируется либо поверхностно-активными веществами, либо соответствующими реагентами для введения функциональных групп на поверхность наполнителя. Эти группы могут реагировать с полимером во время полимеризации или сшивания. Эта технология может привести к нанокомпозитам с контролируемой структурой и межфазной адгезией; таким образом, материалы с индивидуальными свойствами могут быть изготовлены для самых разных применений. Из модификаторов можно отметить такое соединение, как POSS — это модификатор с большими функциональными возможностями. Иногда это рассматривается как молекулярный модификатор, в то время как другие рассматривают его как нанофиллер. Возможными применениями являются катализ, а также получение сополимеров и гибридных сетей. Интерес и интенсивность исследований еще более возросли благодаря коммерческой доступности материала.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

Структуры POSS могут функционализироваться различными способами, такими как прививка групп на предварительно сформированные кластеры или частицы, или путем образования функциональных групп во время образования частиц. Таким образом могут быть получены нанокомпозиты с большим разнообразием структур. POSS может быть встроен в цепи, может быть прикреплен к ним с помощью промежуточных связей, может образовывать сети и т. д. Кроме POSS также могут быть получены другие гибридные органические и неорганические супермолекулярные сборки, например, из блоков оксогидроксонаногидравлического бутилолова и дикарбоксилатов, а также других химически родственных структур. Хотя химия не проста, потенциал этого подхода довольно велик, и гомогенность, а также взаимодействия можно легко контролировать, по крайней мере, по сравнению с традиционными технологиями гомогенизации.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Нанокомпозиты. Часть 9

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад