с 01.01.2021 по настоящее время
Кемерово, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
В статье исследуется влияние функционализации углеродных нанотрубок (УНТ) на прочностные свойства нанокомпозитных криогелей на основе поливинилового спирта (ПВС). Функционализация УНТ с помощью различных функциональных групп направлена на улучшение адгезии между нанотрубками и полимерной матрицей, что, в свою очередь, может существенно повысить механические характеристики полученных композитов. В ходе эксперимента были проведены тесты на предел прочности с различными концентрациями немодифицированных, окисленных (УНТ-СООН), модифицированных поливиниловым спиртом (УНТ-ПВС) углеродных нанотрубок. Результаты показали, что введение УНТ и УНТ-СООН в криогелевую матрицу ПВС приводит к значительному увеличению прочностных свойств, однако статистически значимое различие в прочностных свойствах композитов с УНТ и УНТ-СООН наблюдалось только при концентрации 0,1%. В то же время, введение УНТ-ПВС до концентрации 0,5% также повышает прочностные характеристики криогелей, в то время как дальнейшее увеличение концентрации УНТ-ПВС приводит к снижению предела прочности.
углеродные нанотрубки, поливиниловый спирт, криогели, функционализация, композитные материалы
1. Лозинский В.И. Криотропное гелеобразование растворов поливинилового спирта. Усп. хим., 1998, 67(7), 641-655. DOI:https://doi.org/10.1070/RC1998v067n07ABEH000399.
2. Wan W., Bannerman A.D., Yand L., Mak H. Poly(Vinyl Alcohol) cryogels for biomedical applications. Adv. Polym. Sci., 2014, 263, 283-321. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-05846-7_8.
3. Lozinsky V.I., Damshkaln L.G., Kurochkin I.N., Kurochkin I.I. Study of cryostructuring of polymer systems: 28. Physicochemical properties and morphology of poly (vinyl alcohol) cryogels formed by multiple freezing-thawing. Colloid J., 2008, 70(2), 189-198. DOI:https://doi.org/10.1134/s1061933x08020117.
4. Adelnia H., Ensandoost R., Moonshi S.S., Gavgani J.N., Vasafi E.I., Ta H.T. Freeze/thawed polyvinyl alcohol hydrogels: present, past and future. Eur. Polym. J., 2022, 164, 110974. DOI:https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2021.110974.
5. Hassan C.M., Peppas N.A. Structure and morphology of freeze/thawed PVA hydrogels. Macromolecules, 2000, 33(7), 2472-2479. DOI:https://doi.org/10.1021/ma9907587.
6. Yousong P., Jie D., Yan C., Qianqian S. Study on mechanical and optical properties of poly (vinyl alcohol) hydrogel used as soft contact lens. J. Mater. Process. Technol, 2016, 31(5), 266-273. DOI:https://doi.org/10.1179/1753555715y.0000000052.
7. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: учебное пособие. Университетская книга. Логос, 2006, 376 с.
8. Бадамшина Э.Р., Гафурова М.П., Эстрин Я.И. Модифицирование углеродных нанотрубок и синтез полимерных нанокомпозитов с их участием. Усп. хим., 2010, 79(11), 1027-1064. DOI:https://doi.org/10.1070/RC2010v079n11ABEH004114.
9. Горский С.Ю. Разработка процесса функционализации углеродных нанотрубок в парах азотной кислоты и перекиси водорода, дисс. канд. тех. наук. М., 2014, 182 с.
10. Vera-Agullo J., Glyria-Pereira A., Valera-Rizo H., Gonzalez J.L., Martin-Gullon I. Comparative study of the dispersion and functional properties of multiwall carbon nanotubes and helical-ribbon carbon nanofibers in polyester nanocomposites. Compos. Sci. Technol., 2009, 69(10), 1521-1532. DOI:https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.11.032.
11. Shaffer M.S.P., Windle A.H. Fabrication and characterization of carbon nanotubes/poly(vinyl alcohol) composites. Adv. Mater., 1999, 11(11), 937-941. DOI: 10. 1002/(SICI)1521-4095(199908)11:11.
12. Koysuren O. Preparation and characterization of polyvinyl alcohol/carbon nanotube (PVA/CNT) conductive nanofibers. J. Polym. Eng., 2012, 32(6-7), 407-413. DOI:https://doi.org/10.1515/polyeng-2012-0068.
13. Hordy N., Coulombe S., Meunier J.L. Plasma Functionalization of the synthesis of stable aqueous nanofluids and poly(vinyl alcohol) nanocomposites. Plasma Processes Polym., 2013, 10(2), 110-118.
14. Medina Escobar S.A., Isaza Merino C.A., Meza Meza J.M. Mechanical and thermal behavior of polyvinyl alcohol reinforced with aligned carbon nanotubes. Materia-Rio de Janeiro, 2015, 20(3), 794-802. DOI:https://doi.org/10.1590/S1517-707620150003.0085.
15. Veca L.M., Lu F., Meziani M.J., Cao L., Zhang P., Qi G., Qu L., Shrestha M., Sun Y.-P. Polymer functionalization and solubilization of carbon nanosheets. Chem. Commun., 2009, 18, 2565-2567. DOI:https://doi.org/10.1039/b900590k.
