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. 347-362

КОМПОЗИТНЫЕ ВОЛОКНА НА ОСНОВЕ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗЫ, СОДЕРЖАЩИЕ БОР (III) КАК ПРЕКУРСОРЫ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ю. А. Егоров a, *, Г. Н. Бондаренко a, М. И. Виноградов a, В. Г. Куличихин a

a Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук
119991 Москва, Ленинский пр., 29, Россия

* E-mail: yuegor@googlemail.com

Поступила в редакцию 29.08.2023
После доработки 09.10.2023
Принята к публикации 20.10.2023

Аннотация

На основе твердых растворов целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде и ортоборной кислоты с последующим их переводом в вязкотекучее состояние получены композитные волокна, содержащие бор (III). Исследовано реологическое поведение растворов целлюлозы, отличающихся содержанием ортоборной кислоты и воды в условиях непрерывной и динамической сдвиговой нагрузки, подтверждающее межмолекулярное взаимодействие между компонентами. Показано, что физико-механические характеристики композитных волокон, полученных из 16%-ного раствора в N-метилморфолин-N-оксиде, сопоставимы с аналогичными показателями для гидратцеллюлозных волокон. Методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии исследован процесс превращения композитных волокон различного состава в углеродное волокно. Химические и структурно-морфологические свойства композитных гидратцеллюлозных и полученных из них углеродных волокон исследованы методами ИК-фурье-спектроскопии, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния установлено влияние соединений бора (III) на процесс карбонизации и образование графитоподобных структур в углеродном волокне.

Список литературы

  1. Newcomb B.A. // Composites A. 2016. V. 91. P. 262.

  2. Newell J.A. // Encyclopedia of Polymer Science and Technology. New York: Wiley, 2005. V. 9. P. 91.

  3. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. М.: Химия, 1974. С. 39.

  4. Fitzer E. // Carbon. 1989. V. 27. P. 621.

  5. Johnson D.L. // Pat. 3, 447, 956 USA. 1969.

  6. Lenz J., Schurz J., Wrentschur E. // J. Appl. Polym. Sci. 1988. V. 35. P. 1987.

  7. Coulsey A., Smith S.B. // Lenzinger Ber. 1996. V. 75. P. 51–61.

  8. Fink H.-P., Weigel P., Purz H.J., Ganster J. // Progr. Polym. Sci. 2001. V. 26. P. 1473.

  9. Bredereck K., Hermanutz F. // Rev. Progr. Color Rel. Top. 2005. V. 35. № 1. P. 59.

  10. Peng S., Shao H., Hu X. // J. Appl. Polym. Sci. 2003. V. 90. P. 1941.

  11. Kulichikhin V.G., Golova L.K., Makarov I.S., Bondarenko G.N., Berkovich A.K., Il’in S.O. // Polymer Science C. 2016. V. 58. № 1. P. 74.

  12. Hermanutz F., Gaehr F., Uerdingen E., Meister F., Kosan B. // Macromol. Symp. 2008. V. 262. P. 23.

  13. Sammons R.J., Collier J.R., Rials T.G., Spruiell J.E., Petrovan S. // J. Appl. Polym. Sci. 2013. V. 128. № 2. P. 951.

  14. Ingildeev D., Effenberger F., Bredereck K., Hermanutz F. // J. Appl. Polym. Sci. 2013. V. 128. № 6. P. 4141.

  15. Spörl J.M., Ota A., Son S., Massonne K., Hermanutz F., Buchmeiser M.R. // Mater. Today Commun. 2016. V. 7. P. 1.

  16. Brunner P.H., Roberts P.V. // Carbon. 1980. V. 18. P. 217.

  17. Konkin A.A. // Handbook of Composites / Ed. by W. Watt, B.V. Perov. Amsterdam: Elsevier, 1985. V. 1. P. 275.

  18. Kilzer F.J., Broido A. // Pyrodynamics. 1965. V. 2. P. 151.

  19. Tomlinson J.B., Theocharis C.R. // Carbon. 1992. V. 30. P. 907.

  20. Kandola B.K., Horrocks A.R., Price D., Coleman G.V. // J. Macromol. Sci. Polym. Rev. 1996. V. 36. P. 721.

  21. Weil E.D., Levchik S.V. // J. Fire Sci. 2008. V. 26. P. 243.

  22. Day M., Wiles D.M. // J. Therm. Insul. 1978. V. 2. P. 30.

  23. Satonaka S., Endoh T. // Res. Bull.College Experiment Forests Hokkaido Univ. 1983. V. 40. № 3. P. 529.

  24. Xie K., Gao A., Zhang Y. // Carbohydr. Polym. 2013. V. 98. P. 706.

  25. Karacan I., Soy T. // J. Mater. Sci. 2013. V. 48. P. 2009.

  26. Karacan I., Guel A. // J. Mater. Sci. 2014. V. 49. P. 7462.

  27. Morozova A.A., Brezhneva Y.V. // Fibre Chem. 1997. V. 29. P. 31.

  28. Hina K., Zou H., Qian W., Zuo D. // Cellulose. 2018. V. 25. P. 607.

  29. Zeng F., Pan D., Pan N. // J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2005. V. 15. P. 261.

  30. Plaisantin H., Pailler R., Guette A., Birot M., Pillot J.-P., Daude G., Olry P.J. // Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 1959.

  31. Lysenko A.A., Piskunova I.A., Astashkina O.V. // Fibre Chem. 2003. V. 35. P. 189.

  32. Spörl J.M., Beyer R., Abels F., Cwik T., Müller A., Hermanutz F., Buchmeiser M.R. // Macromol. Mater. Eng. 2017. V. 302. 1700195.

  33. McKee D.W. // Carbon. 1986. V. 24. № 6. P. 737.

  34. Sogabe T., Okada O., Kuroda K., Inagaki M. // Carbon. 1997. V. 35. № 1. P. 67.

  35. Chanzy H., Paillet M., Hagege R. // Polymer. 1990. V. 31. N. 3. P. 400.

  36. Egorov Y.A., Makarova V.V., Shandryuk G.A., Kulichikhin V.G. // Polymer Science A. 2022. V. 64. № 1. P. 38.

  37. Куличихин В.Г., Голова Л.К. // Научные основы химической технологии углеводов / Отв. ред. А.Г. Захаров. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. С. 223.

  38. Wendler F., Persin Z., Stana-Kleinschek K., Reischl M., Ribitsch V., Bohn A., Fink H.-P., Meister F. // Cellulose. 2011. V. 18. P. 1165.

  39. Голова Л.К. // Рос. хим. журн. 2002. Т. 46. № 1. С. 49.

  40. Xue Y., Li W., Yang G., Lin Z., Qi L., P., Yu J., Chen J. // Polymers. 2022. V. 14. № 10. P. 2030.

  41. Lim K.Y., Seong Y.J., Kim B.C. // Polym. J. 2003. V. 35. P. 691.

  42. Acharia S., Liyanage S., Parajuli P., Rumi S.S., Shamshina J.L., Abidi N. // Polymers. 2021. V. 13. № 24. P. 4344.

  43. Golova L.K. // Fibre Chem. 1996. V. 28. № 1. P. 5.

  44. Kaldor A., Porter R.F. // Inorg. Chem. 1971. V. 10. P. 775.

  45. Dumanli A.G., Windle A.H. // J. Mater. Sci. 2012. V. 4. P. 4236.

  46. Isogai A., Usuda M., Kato T., Uryu T., Atalla R.H. // Macromolecules. 1989. V. 22. P. 3168.

  47. Yang H., Yan R., Chen H., Lee D.H., Zheng C. // Fuel. 2007. V. 86. P. 1781.

  48. Gandini A., Belgacem M.N. // Adv. Polym. Sci. 2016. V. 271. P. 169.

  49. Takaku A., Shioya M. // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. P. 4873.

  50. Cuesta A., Dhamelincourt P., Laureyns J., Martínez-Alonso A., Tascón J.M.D. // Carbon. 1994. V. 32. № 8. P. 1523.

  51. Wang Y., Serrano S., Santiago-Avilés J. J. // Synth. Met. 2003. V. 138. № 3. P. 423.

  52. Li Z.Q., Lu C.J., Xia Z.P., Zhou Y., Luo Z. // Carbon. 2007. P. 45. P. 1686.

  53. Kobets L.P., Deev I.S. // Compos. Sci. Technol. 1998. V. 57. № 12. P. 1571.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Высокомолекулярные соединения (серия Б)

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал