Влияние кремнеземного нанонаполнителя на термоокислительную деградацию эпоксидных композитов, полученных золь-гель методом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Золь-гель методом получены полимерные кремнеземные композиты аминного отверждения на основе циклоалифатической эпоксидной смолы. Содержание SiO2-наполнителя в композитах составляло 0.5-10 мас%. Формирующийся массовый фрактал кремнеземных наночастиц при синтезе композитов оказывает армирующее влияние на эпоксидную полимерную матрицу. Установлены закономерности неизотермической деструкции полимера и композитов в присутствии кислорода воздуха. При 5 мас% SiO2 эффективная энергия активации основной стадии деструкции композитов повышается со 165 до 254 кДж·моль-1. В результате снижается скорость потери массы образцов (температура, соответствующая 50%-ной потере массы, сдвигается в сторону более высоких значений на 30°С). Изучен механизм высокотемпературного окисления кислородом чистого полимера и композита. Установлено, что введение SiO2 в состав композитов повышает энергию активации изотермического окисления субстрата.

Об авторах

Т. Н. Могила

Донецкий государственный университет

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
283001, Donetsk, Russia

В. М. Михальчук

Донецкий государственный университет

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
283001, Donetsk, Russia

Р. И. Лыга

Донецкий государственный университет

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
283001, Donetsk, Russia

В. А. Глазунова

Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина

Автор, ответственный за переписку.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
283048, Donetsk, Russia

Список литературы

  1. Yang Y., Xian G., Li H., Sui L. Thermal aging of an anhydride-cured epoxy resin // Polym. Degrad. Stab. 2015. V. 118. P. 111-119. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2015.04.017
  2. Mallakpour S., Naghdi M. Polymer/SiO2 nanocomposites: Production and applications // Prog. Mater. Sci. 2018. V. 97. P. 409-447. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.04.002
  3. Zeng X., Yu S., Ye L., Li M., Pan Z, Sun R., Xu J. Encapsulating carbon nanotubes with SiO2: A Strategy for applying them in polymer nanocomposites with high mechanical strength and electrical insulation //j. Mater. Chem. C. 2015. N 3. P. 187-195. https://doi.org/10.1039/C4TC01051E
  4. Muhammud A. M., Gupta N. K. Nanostructured SiO2 material: Synthesis advances and applications in rubber reinforcement // RSC Adv. 2022. N 12. P. 18524-18546. https://doi.org/10.1039/d2ra02747j
  5. Patel K. K., Purohit R. Dispersion of SiO2 nano particles on epoxy based polymer nano composites and its characterization // Orient. J. Chem. 2018. V. 34. N 6. P. 2998-3003. https://dx.doi.org/10.13005/ojc/340641
  6. Ai J., Cheng W., Wang P., Chen Q. Silica solid particles toughening, strengthening and anti-aging on epoxy resin //j. Appl. Polym. Sci. 2020. V. 138. N 18. 50331. https://doi.org/10.1002/app.50331
  7. Baskaran K., Ali M., Gingrich K., Porter D. L., Chong S., Riley B., Peak C. W., Naleway S. E., Zharov I., Carlson K. Sol-gel derived silica: A Review of polymer-tailored properties for energy and environmental applications // Micropor. Mesopor. Mater. 2022. V. 336. 111874. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2022.111874
  8. Bounor-Legaré V., Cassagnau P. In situ synthesis of organic inorganic hybrids or nanocomposites from sol-gel chemistry in molten polymers // Prog. Polym. Sci. 2014. V. 39. N 8. P. 1473-1497. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.04.003
  9. Лыга Р. И., Михальчук В. М., Могила Т. Н., Рудяк В. В. Термостабильные эпоксидно-кремнеземные композиты, полученные упрощенным золь-гель методом // Вестн. Донецкого нац. ун-та: Сер. А. 2022. № 3. С. 41-51. https://www.elibrary.ru/wbfeme
  10. Wu G., Ma L., Liu L., Chen L., Huang Y. Preparation of SiO2-GO hybrid nanoparticles and the thermal properties of methylphenylsilicone resins/SiO2-GO nanocomposites // Thermochim. Acta. 2015. V. 613. P. 77-86. https://doi.org/10.1016/j.tca.2015.05.026
  11. Kango S., Kalia S., Celli A., Njuguna J., Habibi Y., Kumar R. Surface modification of inorganic nanoparticles for development of organic-inorganic nanocomposites - A Review // Prog. Polym. Sci. 2013. V. 38. Iss. 8. P. 1232-1261. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.02.003
  12. Liu C., Lee J., Small C., Ma J., Elimelech M.Comparison of organic fouling resistance of thin-film composite membranes modified by hydrophilic silica nanoparticles and zwitterionic polymer brushes //j. Memb. Sci. 2017. V. 544. P. 135-142. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.09.017
  13. Widati A. A., Nuryono N., Kartini I. Water-repellent glass coated with SiO2-TiO2-methyltrimethoxysilane through sol-gel coating // AIMS Mater. Sci. 2019. V. 6. N 1. P. 10-24. https://doi.org/10.3934/matersci.2019.1.10

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023