збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2024, том 22, випуск 4
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2024

 / 

том 22 / 

випуск 4

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Л.О. ВОРОНЦОВА, Н.В. БАБКІНА, О.І. АНТОНЕНКО, Л.Ф. КОСЯНЧУК, О.О. БРОВКО

Вплив вмісту нано-SiO2 на оптичні властивості, демпфування та термостабільність поліуретанових композитів
915–928 (2024)

PACS numbers: 62.23.Pq, 62.25.De, 78.67.Sc, 81.07.Pr, 81.16.Be, 81.70.Pg, 82.35.Np

З метою створення нанокомпозита зі збалансованим поєднанням в ньому функціональних характеристик, таких як прозорість, діяпазон ефективного УФ-екранування, демпфування та термостабільність, проведено дослідження з виявлення оптимального складу поліуретанового (ПУ) композита на основі ПУ-матриці з поліетеру й ароматичного діізоціанату із вмістом 1, 3, 5 та 7 мас.% нано-SiO2. Для одержання ПУ-нанокомпозита використовували метод формування in situ. Метод спектрофотометрії показав, що ПУ-нанокомпозити, як і ПУ-матриця, демонструють достатньо високий (??90%) коефіцієнт пропускання в діяпазоні видимих довжин хвиль. Разом з тим, ПУ-матриця характеризується ефективним блокуванням УФ-випромінення довжиною хвилі до ??290 нм, а для наповнених ПУ-композитів спостерігається батохромний зсув (до ??315 нм) спектрів пропускання. Методом термоґравіметричної аналізи виявлено, що введення нанорозмірного SiO2 в ПУ-матрицю підвищує термостабільність композита: за його вмісту у 5–7 мас.% область температур експлуатації такого матеріялу зростає майже на 30?С. Методом динамічної механічної аналізи показано високу ефективність досліджених ПУ-композитів як демпферних матеріялів. ПУ-композит із вмістом 7 мас.% нано-SiO2 виявляє 1,5-разове зростання модуля пружности й ефективне демпфування в діяпазоні температур від ?6?С до 47?С. Зроблено висновок, що оптимальним вмістом нано-SiO2 є 7 мас.% та є таким, що забезпечує збалансоване поєднання таких властивостей, як прозорість, УФ-захист, термостабільність, пружність та ефективне демпфування для ПУ-композита

КЛЮЧОВІ СЛОВА: поліуретан, нанокомпозит, прозорість, ультрафіолетовий захист, демпфування, термостабільність


REFERENCES
  1. Polymer-Based Multifunctional Nanocomposites and Their Applications (Eds. K. Song, J. Z. Guo, and C. Liu) (Amsterdam: Elsevier: 2019).
  2. P. Sikdar, T. M. Dip, A. K. Dhar, M. Bhattacharjee, M. S. Hoque, and S. B. Ali, J. Appl. Polym. Sci., 139, No. 38: e52832 (2022); https://doi.org/10.1002/app.52832
  3. H.-W. Engels, H.-G. Pirkl, R. Albers, R. W. Albach, J. Krause, A. Hoffmann, H. Casselmann, and J. Dormish, Angew. Chem. Int. Ed., 52, No. 36: 9422 (2013); https://doi.org/10.1002/anie.201302766
  4. Polyurethane Chemistry: Renewable Polyols and Isocyanates. ACS Symposium Series, American Chemical Society (Eds. Ram K. Gupta and Pawan K. Kahol) (Washington, DC: 2021), vol. 1380.
  5. M. F. Sonnenchein, Polyurethanes: Science, Technology, Markets, and Trends (Hoboken: John Wiley & Sons: 2015).
  6. I. V. Khudyakov, R. D. Zopf, and N. J. Turro, Designed Monomers and Polymers, 12, No. 4: 279 (2009); https://doi.org/10.1163/156855509X448253
  7. Polyurethane Polymers: Composites and Nanocomposites (Eds. S. Thomas, J. Datta, J. T. Haponiuk, and A. Reghunadhan) (Amsterdam: Elsevier: 2017).
  8. S. Chaitoglou, L. Spachis, G. Zisis, I. Raptis, N. Papanikolaou, A. Vavouliotis, R. Penedo, N. Fernandes, and A. Dimoulas, Progress in Organic Coatings, 150: Article 105984 (2021); https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105984
  9. L. Stroea, A.-L. Chibac-Scutaru, and V. Melinte, Polymers, 13, No. 8: 1318 (2021); https://doi.org/10.3390/polym13081318
  10. R. Huang, X. Du, H. Wang, X. Cheng, and Z. Du, Journal of Applied Polymer Science, 139, No. 15: 51927 (2022); https://doi.org/10.1002/app.51927
  11. S. Zhang, D. Zhang, H. Bai, and W. Ming, ACS Applied Nano Materials, 3, No. 1: 59 (2020); https://doi.org/10.1021/acsanm.9b01540
  12. M. Joshi, B. Adak, and B. S. Butola, Progress in Materials Science, 97: 230 (2018); https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.05.001
  13. S. Mallakpou and M. Naghdi, Progress in Materials Science, 97: 409 (2018); https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.04.002
  14. D. W. Lee and B. R. Yoo, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 38: 1 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jiec.2016.04.016
  15. M. Bock, T. Engbert, S. Groth, B. Klinksiek, P. Yeske, G. Jonschker, and U. Dellwo, Transparent Coating Compositions Containing Nanoscale Particles and Having Improved Scratch Resistance (US Patent 6020419 (2000)).
  16. L. Lin, Z. Li, H. Mao, W. Li, and Ch. Wang, Frontiers in Materials, 8: Article 681678 (2021); https://doi.org/10.3389/fmats.2021.681678
  17. A. Khosravi, M. Sadeghi, H. Z. Banadkohi, and M. M. Talakesh, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53: 2011 (2014); https://doi.org/10.1021/ie403322w
  18. D. J. Mills, S. S. Jamali, and K. Paprocka, Surf. Coating Tech., 209: 137 (2012); http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.08.056
  19. K. Kojio, S. Nozaki, A. Takahara, and S. Yamasaki, Journal of Polymer Research, 27, No. 6: 140 (2020); https://doi.org/10.1007/s10965-020-02090-9
  20. M. Nakamura, Y. Aoki, G. Enna, K. Oguro, and H. Wada, J. Elastomers and Plastics, 47, No. 6: 515 (2015); https://doi.org/10.1177/0095244314526739
  21. H. Chen, H. J. Zhou, D. J. Liu, and Y. T. Li, Advanced Materials Research, 581–582: 710 (2012); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.581-582.710
  22. J. ?ulin, Polimery, 61, No. 3: 159 (2016); https://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.159
  23. X. Gao, Y. Zhu, X. Zhao, Z. Wang, D. An, Y. Ma, S. Guan, Y. Du, and B. Zhou, Applied Surface Science, 257, No. 10: 4719 (2011); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.12.138
  24. B. S. Kim, S. H. Park, and B. K. Kim, Colloid and Polymer Science, 284, No. 9: 1067 (2006); https://doi.org/10.1007/s00396-006-1488-5
  25. B. M. Jagajeevan Raj, K. S. Nithin, K. N. Shilpa, S. Sachhidananda, S. Sandeep, H. Siddaramaian, and K. Pushpalatha, Polymer-Based Advanced Functional Composites for Optoelectronic and Energy Applications (Elsevier: 2021), Ch. 5; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818484-4.00003-3
  26. B. L. Diffey, Methods, 28, No. 1: 4 (2002); https://doi.org/10.1016/S1046-2023(02)00204-9
  27. A. Mohammad Rabea, M. Mohsenia, S. M. Mirabedini, and M. Hashemi Tabatabaei, Applied Surface Science, 258, No. 10: 4391 (2012); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.12.123


Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2024 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача