новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Рынок МЭГ в России
Исследование рынка осажденного карбоната кальция в России
Исследование рынка литых дисков в России
Исследование рынка форопторов в России
Исследование рынка оксигенаторов в России
Исследование рынка интродьюсеров в России
Исследование рынка аппаратов для лазерного омоложения кожи в России
Исследование рынка аппаратов для криотерапиии в России
Исследование рынка аппаратов для карбокситерапии в России
Исследование рынка аппаратов для диатермии в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Базовая химия и нефтехимия

НАНОКОМПОЗИТЫ MMT-UP


Полимерные нанокомпозиты представляют собой новый класс композитов, которые производятся из наноразмерных неорганических частиц. Их размеры, как правило, находятся в диапазоне от 1 до 1000 нм, и они равномерно распределены в полимерной матрице.


За счет высокого аспектного отношения этих наполнителей можно повысить механические свойства полимеров, их теплостойкость, огнестойкость, а также барьерные свойства без существенного ущерба для прозрачности, жесткости или же ударопрочности. Слоистый силикат обычно производится органофильным за счет обмена неорганического катиона, расположенного между слоями (d-спейсинг), на органический аммоний катион.

Глинистые полимерные композиты можно разделить на три вида: традиционные композиты, внедренные нанокомпозиты и расслоенные нанокомпозиты. При формировании традиционных композитов фиксация нанослоев глины сохраняется при ее смешивании с полимером, и не образуется внедрения полимера в структуру глины. Соответственно, фракция глины в традиционных глинистых композитах играет незначительную роль в функциональном плане (или же вообще не играет никакой роли), она, в основном, действует как наполнитель, вводимый по экономическим соображениям. При создании традиционных глинистых композитов обычно получают повышение значений модуля, но такое, получаемое за счет армирования преимущество, обычно влечет за собой ухудшение в области других свойств, таких как прочность или гибкость. Возможно создание двух типов глинистых полимерных нанокомпозитов [1,3,6].

Внедренные нанокомпозиты образуются, когда один или два молекулярных слоя полимера внедряются вдоль пластов глины с созданием фиксированного расстояния между слоями. Расслоенные нанокомпозиты (Рис. 2c) образуются, когда силикатные нанослои (каждый отдельно) диспергируются в полимерной матрице, где среднее расстояние между разделяемыми слоями зависит от концентрации глины. Разграничение между расслоенными нанослоями может быть однородным (равномерным) и изменяющимся (неравномерным). У расслоенных нанокомпозитов более высокая фазовая однородность, чем у внедренных нанокомпозитов. И, что особенно важно, у расслоенного нанокомпозита каждый нанослой активно участвует во всех видах поверхностного взаимодействия с матрицей. Это структурное различие является основной причиной того, что расслоенная глина является особенно эффективным средством для усиления армирования и прочих эксплуатационных характеристик глинистых композитных материалов. Основным фактором, обусловливающим необычайно высокие эксплуатационные характеристики глинистых полимерных нанокомпозитов, является полное распространение (расслоение) глинистых нанослоев в полимерной матрице.

Структура монтмориллонитной глины, используемой в качестве наполнителя, представляет собой  октаэдрический лист оксида алюминия, который встроен между двумя тетраэдрическими листами двуокиси кремния. Ионы алкиламмония снижают энергию поверхности глины таким образом, что мономеры и полимеры с различными полярностями могут проникать в пространства между слоями, вызывая, тем самым, дальнейшее разделение силикатных слоев для образования нанокомпозита [2,4].

Целью данного исследования является повышение эксплуатационных характеристик полимерных композитов с помощью использования ненасыщенной полиэфирной смолы (UP) на основе утилизированного PET (полиэтилен терефталата) [8]. Таким образом, в данном исследовании рассматриваются механические свойства и термическая стабильность нанокомпозитов MMT-UP и полимербетона с использованием нанокомпозита MMT-UP.

Результаты подтверждаются результатами механических испытаний, рентгеновской дифракции (XRD), просвечивающей электронной микроскопии (TEM), дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), а также термогравиметрического анализа (TGA).

2. Значение исследования

Настоящее исследование вносит вклад в понимание свойств нанокомпозита MMT-UP и полимербетона с использованием нанокомпозита MMT-UP следующим образом:

1. Оно доказывает возможность производства полимербетона более высоких марок с использованием нано-MMT.

2. Оно позволяет сформулировать основы методологии повышения эксплуатационных характеристик полимербетона с помощью добавления нано-MMT.

3. Оно выдвигает предположение о том, что полимербетоны, произведенные из утилизированного PET, и нано-MMT, могут оказаться полезными материалами для производства полимербетонных продуктов.

3. Экспериментальная часть.

3.1. Материалы.

Использовались три различных вида MMT. Компания Southern Clay Products Inc., из США, поставила необработанный [Na.sup.+]-MMT и органофильный обработанный MMT, имеющие торговые (коммерческие) названия Cloisite 30B и 25A. Cloisite 30B представляет собой монтмориллонит, модифицированные метиловым, твердым, бис-2-гидроксиэтиловым четырехкомпонентным хлоридом аммония; а Cloisite 25A представляет собой монтмориллонит, модифицированные диметиловым, дегидрогенизированным твердым, 2-этилгексиловым, четырехкомпонентным хлоридом аммония. В таблице 1 приведены некоторые данные производителя по этим MMT.

Ненасыщенная полиэфирная смола, изготовленная на основе утилизированной пластмассы (PET), использовалась в качестве матрицы. [8]. Концентрация стирола в 40% в ненасыщенной полиэфирной смоле была выбрана благодаря своей низкой вязкости (1300 мПа с при 25 [градусах]C), а также для того, чтобы повысить степень диффузии смолы в продольные слои ММT. Для того, чтобы начать процесс отверждения, к смоле были добавлены: 1% (по массе смолы) 10.7% метилэти кетон перекисного инициатора с активным кислородом и 0.1% (по массе смолы) усилителя из 8% раствора октоата кобальта (используется в качестве ускорителя).

Эти крупные и мелкие неорганические заполнители использовались в ходе экспериментальных исследований полимербетона: 8 мм мелкий окатанный гравий; кремнистый речной песок с модулем крупности 2.48, а также CaC[O.sub.3] (карбонат кальция). Агрегат высушивался в печи на протяжении минимум 24 часов при 200 [градусах]C для уменьшения содержания влаги до менее, чем 0.3% по массе, таким образом, обеспечивалось отличное связывание полимерной матрицы и неорганических агрегатов. Использование карбоната кальция существенно повысило работоспособность свежей смеси. Наличие мелких и сферических частиц карбоната кальция обеспечивает свежей смеси более высокие смазочные свойства, повышая, таким образом, ее пластичность и связность. Более постепенный гранулометрический состав, получаемый за счет карбоната кальция, также позволил получить в отвердевшем материале более высокие свойства прочности и улучшенный внешний вид. Свойства агрегата и смолы представлены в таблицах 2 и 3 соответственно.

3.2. UP-MMT нанокомпозиты

Производство UP-MMT нанокомпозитов реализуется два этапа. На первом используется технология смешивания, линейные цепи ненасыщенного полиэфира смешиваются со стирольными мономерами и слоистым силикатом. В ходе второго этапа используется технология отверждения, при котором начинается действие реакции сшивания осуществляющими разложение инициаторами. Ненасыщенные полиэфирные цепи, стирольные мономеры и нано-MMT смешиваются на протяжении 3 часов при 60 [градусах]C. Процентное содержание массы MMT в использованном UP-MMT нанокомпозите составляло 2%, 5%, 8% и 10%, соответственно. Затем смесь охлаждали до комнатной температуры. 1% по массе инициатора (MKPO) добавляли в смесь, затем смесь помешивали в течение 2 минут. Смесь заливали в формы, отверждали при комнатной температуре на протяжении 12 часов, а затем подвергали последующему отверждению при 120 [градусах]C на протяжении 4 часов.

Дифракционные рентгенограммы (XRD) были получены с помощью использования рентгеновского диффрактомера Rigaku, снабженного излечением CuKa и неплоским графитовым кристалл-монохроматором. Образцы были получены с помощью нанесения предварительно внедренной смеси и нанокомпозита UP-MMT в листовой форме на предметное стекло. Все данные дифракционной рентгенографии собирались с помощью рентгеновского генератора ([лямбда] = 1.5406A). Использовался брэгговский закон ([лямбда] = 2d/sin[тета]) для осуществления расчета кристаллографического пространственного распределения.

Для того, чтобы оценить изменение температуры перехода в стеклообразное состояние, [T.sub.g], которое связано с повышением концентрации MMT, был проведен дифференциальный сканирующий калориметрический (DSC) анализ с использованием General V4.1C DuPont 2000. Измерение осуществлялось при температурах от 30 [градусов]C до 300 [градусов]C с использованием скорости нагревания в 10 [градусов]C/мин в атмосфере азота. Термическое поведение определялось с помощью термогравиметрического анализатора (TGA). Было проведено микроскопическое исследованием с использованием просвечивающего электронного микроскопа (TEM) с ускоряющим напряжением 100 кв.

3.3. Полимербетон с использованием UP-MMT нанокомпозитов

Определение прочности при растяжении осуществлялось в соответствии с ASTM D638M-91a при скорости перемещения поперечины 5 мм/мин. Цилиндры из полимербетона, которые использовались для определения прочности при сжатии и раскалывании, составляли 76 мм в диаметре и 152 мм в длину. Образцы испытывали в машине с гидравлической нагрузкой при постоянной нагрузке в 44,500 н/мин. Состав смеси полимербетона, дозированный по массе, был следующим: 11% смолы (MMT-UP), 45% высушенного в печи крупного агрегата, 33% высушенного в печи песка, а также 11% CaC[O.sub.3]. Модуль упругости при сжатии был сначала получен с помощью компрессометра с длиной  измеряемого образца 76-мм с использованием двух диаметрально противоположных сторон.

Модель упругости при сжатии рассчитывался там, где растяжение составляло 40% от максимального графика растяжения на напряжение--растяжение (нагрузка--прогиб). Упругие образцы смешивались и спрессовывались в стальные формы с размерами 50 x 50 x 305-мм. Перекрытия нагружались нагружением в третях пролёта с однородной скоростью 2225 н/мин. Образцы отливались, отверждались и испытывались при комнатной температуре. Испытание образцов производилось в течение 7 дней. Проводились испытания для того, чтобы определить воздействие температуры на прочность при сжатии PC, прочность при раскалывании, модуль упругости, и предел прочности при изгибе. После отверждения образцы помещали в камеру искусственного климата при нужной температуре на два дня, предшествующие испытаниям. Были выбраны следующие температуры: 15 [градусов]C, 25 [градусов]C, и 65 [градусов]C. Собственно испытание проводилось при комнатной температуре сразу же после извлечения образцов из камеры искусственного климата.

4. Результаты и обсуждение

4.1. UP-MMT нанокомпозит

Распределение силикатного слоя в нанокомпозите ММТ-UP анализировалось с помощью XRD. Как показано на Рис. 3, исследованные рентгенограммы XRD MMT и композитов MMT-UP дают различные пики с различными типами MMT. Пики для [Na.sup.+], Cloisite 25A, [Na.sup.+]-UP и Cloisite 25A-UP нанокомпозита даны при 7.5[градусов], 3.5[градусов], 5.2[градусов] и 2.6[градусов], соответственно. Эти значения [тета] 2 соответствуют расстояниям между слоями 11.7, 18.6, 17.0 и 34.6 [ангстрем], соответственно. Новый пик наблюдался в композите [Na.sup.+]-UP. Это указывает на то, что с помощью полимеризации ненасыщенный полиэфир встраивается между слоями MMT. Тем не менее, для композита Cloisite 30B-UP, пик с меньшим углом исчез, а это означает, что, либо частицы силикатного слоя расслоились в полимерной матрице, либо они исчезли из-за того, что расстояния между слоями были слишком большими. Здесь важно отметить, что полимеризация [Na.sup.+]-UP и композита Cloisite 25A-UP привела к образованию только встроенной структуры, в то время как Cloisite 30B стимулировал процесс деламинации слоистых силикатов для получения расслоения.

1 | 2 | 3
Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное
Статьи по теме

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ: Детский сад категории «А»
ТРАНСГЕННЫЕ СЕЛЬХОЗКУЛЬТУРЫ
МУЛЬТИЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ GREE GMV,
РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ «ПЛАЩА-НЕВИДИМКИ»
ГУЛЬКЕВИЧСКИЙ МАЛЬТОДЕКСТРИН
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН: новые возможности BASF
СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ФАСАДОВ CAPAROL «CAPATECT CARBON»
«ДЕРЕВЯННЫЙ» САЙДИНГ WOODSTOCK
БЕЛОРУССКИЕ КРАХМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЛИТЫ GUTEX THERMOFIBRE
ПОТРЕБЛЕНИЕ МЯСА УСКОРЯЕТ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА
РЕАКТОР СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНВЕРСИИ ДЛЯ ТАНЕКО
ГНС о МОДЕРНИЗАЦИИ ЭП-300 И УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ
НОВЫЕ ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ
БАНАНЫ И МАНИОКА ЗАМЕНЯТ ПШЕНИЦУ И РИС
ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ ДЛЯ ТЕПЛИЧНЫХ РАСТЕНИЙ
ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА
БУДУЩИЕ ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРУСЫ
НОВЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ЭНДОПРОТЕЗЫ ИЗ НАНОКЕРАМИКА
ФАСАДНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ в ИНДИВИДУАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ЕВРОПА ПЕРЕВОДИТ КОНДИЦИОНЕРЫ НА ПРИРОДНЫЙ ХЛАДАГЕНТ
КУЗОВ ИЗ МАГНИЕВОГО СПЛАВА
ПРОРЫВ В ОБЛАСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ
МОДЕРНИЗАЦИЯ АГРЕГАТА АММИАКА на ЧЕРКАССКОМ «АЗОТЕ»
МОДЕРНИЗАЦИЯ ХЛОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА на КЧХК
НОВЫЕ АЗОТНО-СЕРНИСТЫЕ УДОБРЕНИЯ УРАЛХИМА
КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫЙ ЦЕМЕНТ ДЛЯ ХИРУРГИИ
РЕАГЕНТЫ на ОСНОВЕ БИШОФИТА
НОВОЕ ЖБИ-ПРОИЗВОДСТВО
НАНОПОКРЫТИЯ «ПЛАКАРТА»: результаты испытаний
МЕМБРАНЫ для ГЕНЕРАТОРА ВОДОРОДА
IT-СИСТЕМА для УВЕЛИЧЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЯ NEWCHEM для ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА
НОВЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ «ОПТОГАНА»
СТАЛЬ С ПОКРЫТИЕМ AGNETA
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ STERILIUM
ПЕРЕХОД К ГАЗОМОТОРНОМУ ТОПЛИВУ
НОВЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ BASF
«Металл Профиль» предлагает сгладить углы
МАСЛА ЛУКОЙЛ НА ЗАВОДАХ REXAM
ДОМ С НЕЙТРАЛЬНЫМ ЭНЕРГОБАЛАНСОМ
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ SECRET FIX
СИСТЕМЫ ОПАЛУБКИ PERI

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved