1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Высокомолекулярные соединения (серия Б)
  4. T. 65, № 5, 2023

Высокомолекулярные соединения (серия Б), 2023, T. 65, № 5, стр. 384-391

КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ И СЛОИСТЫХ СТРУКТУР

А. В. Агафонов a, В. А. Титов a, А. В. Евдокимова a, В. Д. Шибаева a, А. С. Краев a, Н. А. Сироткин a, А. В. Хлюстова a, *

a Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук
153045 Иваново, ул. Академическая, 1, Россия

* E-mail: kav@isc-ras.ru

Поступила в редакцию 18.08.2023
После доработки 09.11.2023
Принята к публикации 17.11.2023

Аннотация

В работе представлены результаты механических и электрических испытаний композитных материалов на основе биоразлагаемых полимеров (поливиниловый спирт, полиакриламид, крахмал) и синтетических слоистых двойных гидроксидов (Ni–Al, Zn–Al) полученных двухстадийным (химическим) и одностадийным (плазмохимическим) методами. Одностадийный способ получения композитов заключается в формировании структур наполнителя в процессе горения низкотемпературной плазмы в объеме водного раствора полимера. В качестве прекурсоров использованы материалы электродов. Вне зависимости от метода получения формируются 2D гексагональные структуры, которые встраиваются в полимерную матрицу. Об этом свидетельствуют результаты ИК-спектроскопии, показывающие сдвиги основных характеристических полос и появление новых. Установлено, что слоистые наполнители могут быть как пластификаторами, так и упрочняющими агентами. Обнаружено влияние вязкости полимерной матрицы на механические характеристики композитов. Внедрение наполнителей меняет шероховатость поверхности, что приводит к увеличению гидрофобности композитов. Установлено, что вольт-амперные кривые композитов имеют нелинейный характер, что позволяет рассматривать такие композиты как гибкие аналоги нелинейных компонентов электроники.

Список литературы

  1. Luo X., Zhu L., Wang Y.C., Li J., Nie J., Wang Z.L. // Adv. Funct. Mater. 2021. V. 31. Art. 2104928.

  2. Гасанли Ш.М., Самедова У.Ф. // Журн. техн. физики. 2013. Т. 83. № 10. С. 132.

  3. Степашкина А.С., Алешин А.Н., Рымкевич П.П. // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 14. С. 814.

  4. Shin S.H., Kwon Y.H., Lee M.H., Jung J.Y., Seol J.H., Nah J. // Nanoscale. 2016. V. 8. № 3. P. 1314.

  5. Guan N., Dai X., Babichev A.V., Julien F.H., Tchernycheva M. // Chem. Sci. 2017. V. 8. № 12. P. 7904.

  6. Кахраманов Н.Т.О., Косева Н.С. // Перспективные материалы. 2019. Т. 3. С. 47.

  7. Zhou Y., Liu F., Wang H. // Polym. Compos. 2017. V. 38. № 4. P. 803.

  8. Botan R., Pinheiro I.F., Ferreira F.V., Lona L.M.F. // Mater. Res. Express, 2018. V. 5. P. 6500.

  9. Zhang Z., Qin J., Zhang W., Pan Y.-T., Wang D.-Y., Yang R. // Chem. Eng. J. 2020. V. 381. P. 122777.

  10. Quispe-Dominguez R., Naseem S., Leuteritz A., Kuehnert I. // RSC Adv. 2019. V. 9. P. 658.

  11. Singh M., Somvanshi D., Singh R.K., Mahanta A.K., Maiti P., Misra N., Paik P. // J. Appl. Polym. Sci. 2020. V. 137. № 27. P. 48894.

  12. Ruiz C.V., López-González M., Giraldo O. // Polym. Test. 2021. V. 94. P. 107057.

  13. Dinari M., Nabiyan A. // Polym. Compos. 2017. V. 38. P. E128.

  14. Du M., Ye W., Lv W., Fu H., Zheng Q. // Eur. Polym. J. 2014. V. 61. P. 300.

  15. Mochane M.J., Magagula S.I., Sefadi J.S., Sadiku E.R., Mokhena T.C. // Crystals. 2020. V. 10. № 7. P. 612.

  16. Ramaraj B., Nayak S.K., Yoon K.R. // J. Appl. Polym. Sci. 2010. V. 116. P. 1671.

  17. Zhou K., Gui Z., Hu Y. // Polym. Adv. Technol. 2017. V. 28. № 3. P. 386.

  18. Hu Z., Chen G. // Adv. Mater. 2014. V. 26. № 34. P. 5950.

  19. Ma Z., Meng D., Zhang Z., Wang Y. // Thermochim. Acta. 2022. V. 707. Art. 179118.

  20. Zhao C.X., Liu Y., Wang D.Y., Wang D.L., Wang Y.Z. // Polym. Degrad. Stab. 2008. V. 93. P. 1323.

  21. De Carvalho A.J.F., Curvelo A.A.S., Agnelli J.A.M. // Carbohydr. Polym. 2001. V. 45. № 2. P. 189.

  22. Sierakowski M.R., Souza G.P., Wypych F. // Carbohydr. Polym. 2003. V. 52. P. 101.

  23. Yang F., Kadhim M.S., Babiker M., Elshekh H., Hou W., Huang G., Zhang Y., Zhao Y., Sun B. // Mater. Today Commun. 2019. V. 20. Art. 100573.

  24. Ali H.E., Khairy Y., Algarni H., Elsaeedy H.I., Alshehri A.M., Yahia I.S. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2018. V. 29. Art. 20424.

  25. Elsaeedy H.I., Ali H.E., Algarni H., Yahia I. S. // Appl. Phys. A. 2019. V. 125. P. 79.

  26. Bidadi H., Olad A., Parhizkar M., Aref S.M., Ghafouri M. // Vacuum. 2013. V. 87. P. 50.

  27. Das A.K., Dutta B., Sinha S., Mukherjee A., Basu S., Meikap A.K. // AIP Conf. Proceed. 2016. V. 1731. Art. 110036.

  28. Khlyustova A., Sirotkin N., Kraev A., Agafonov A., Titov V. // Polym. Compos. 2022. V. 43. № 6. P. 4029.

  29. Ma X., Yu J., Wang N. // Compos. Sci. Technol. 2008. V. 68. № 1. P. 268.

  30. Wang S., Zhang P., Li Y., Li J., Li X., Yang J., Ji M., Li F., Zhang C. // Carbohydr. Polym. 2023. V. 307. Art. 120627.

  31. Blyakhman F.A., Safronov A.P., Zubarev A.Y., Shklyar T.F., Makeyev O.G., Makarova E.B., Melekhin V.V., Laranaga A., Kurlyandskaya G.V. // Res. Phys. 2017. V. 7. P. 3624.

  32. Ohm Y., Pan C., Ford M.J., Huang X., Liao J., Majidi C. // Nature Electronics. 2021. V. 4. № 3. P. 185.

  33. Khlyustova A., Sirotkin N., Kraev A., Agafonov A., Titov V. // J. Appl. Polym. Sci. 2021. V. 138. № 40. Art. 51174.

  34. Agafonov A.V., Sirotkin N.A., Titov V.A., Khlyustova A.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 3. P. 253.

  35. Agafonov A.V., Sirotkin N.A., Titov V.A., Khlyustova A.V. // Inorg. Mater. 2022. V. 58. № 11. P. 1137.

  36. Khlyustova A., Sirotkin N., Titov V., Agafonov A. // J. Alloys Compnds. 2021. V. 858. Art. 157664.

  37. Agafonov A.V., Shibaeva V.D., Kraev A.S., Sirotkin N.A., Titov V.A., Khlyustova A.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. № 1. P. 1.

  38. Cavani F., Trifiro F., Vaccari A. // Catal. Today. 1991. V. 11. № 2. P. 173.

  39. Leroux F., Besse J.P. // Chem. Mater. 2001. V. 13. № 10. P. 3507.

  40. Jiang S.D., Tang G., Bai Z.M., Wang Y.Y., Hu Y., Song L. // RSC Adv. 2014. V. 4. № 7. P. 3253.

  41. Козлов Г.В. // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. № 1. С. 35.

  42. Яновский Ю.Г., Козлов Г.В., Карнет Ю.Н. // Физ. мезомеханика. 2012. Т. 15. № 6. С. 21.

  43. Валиев Х.С., Квасков В.Б. Нелинейные металлооксидные полупроводники. М.: Энергоатомиздат, 1983.

  44. Wang X., Huang L., Zhang C., Deng Y., Xie P., Liu L., Cheng J. // Carbohydr. Polym. 2020. V. 240. Art. 116292.

  45. Gürler N., Torğut G. // Polym. Compos. 2021. V. 42. 1. P. 173.

Дополнительные материалы

скачать ESM.zip
Приложение 1.
Таблица Д1. Смещение основных характеристических полос ИК спектров полиакриламида к композитах на его основе
Таблица Д2. Смещение основных характеристических полос ИК спектров поливинилового спирта в композитах на его основе
Таблица Д3. Смещение основных характеристических полос ИК спектров крахмала в композитах на его основе
Рис. Д1. Термогравиметрические кривые композитов с Zn-Al(х) наполнителем в качестве примера
Рис. Д2. АСМ изображения рельефа поверхностей композитов

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Высокомолекулярные соединения (серия Б)

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал