Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях
Изучено влияние концентрации жёстких сегментов в полиуретанмочевинах (ПУМ) на межмолекулярные взаимодействия с неорганической солью LiCl и поливинилхлоридом (ПВХ), морфологию и механические свойства композитов. Эластомеры с концентрацией жёстких сегментов 12,5% (ПУМ-1), 34% (ПУМ-2) и 48% (ПУМ-3) син...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2017
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133497 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях / Т.Л. Малышева, А.Л. Толстов, Е.В. Гресь // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2017. — Т. 15, № 3. — С. 547–558. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862708131043213312 |
|---|---|
| author | Малышева, Т.Л. Толстов, А.Л. Гресь, Е.В. |
| author_facet | Малышева, Т.Л. Толстов, А.Л. Гресь, Е.В. |
| citation_txt | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях / Т.Л. Малышева, А.Л. Толстов, Е.В. Гресь // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2017. — Т. 15, № 3. — С. 547–558. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Изучено влияние концентрации жёстких сегментов в полиуретанмочевинах (ПУМ) на межмолекулярные взаимодействия с неорганической солью LiCl и поливинилхлоридом (ПВХ), морфологию и механические свойства композитов. Эластомеры с концентрацией жёстких сегментов 12,5% (ПУМ-1), 34% (ПУМ-2) и 48% (ПУМ-3) синтезировали на основе полиоксипропиленгликоля, смеси 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата (65/35) и удлинителя цепи 4,4'-диаминодифенилметана двухстадийным методом в растворе диметилформамида (ДМФА). Композиты ПУМ/LiCl и ПУМ/ПВХ с содержанием 5% LiCl или 10–90% ПВХ получали из растворов в ДМФА. Внутри- и межмолекулярные водородные связи (ВС) в эластомерах и композитах исследовали методом ИКФ-спектроскопии. Установлено, что увеличение концентрации протонодонорных NHb-групп в макроцепи эластомера приводит к усилению энергии межмолекулярных ВС с анионом хлора неорганической соли и полимера, причём интегральная интенсивность полосы валентных колебаний NHb-групп в системах ПУМ/LiCl выше, чем в смесях ПУМ/ПВХ. Энергия межфазных взаимодействий в композитах снижается в ряду эластомеров: ПУМ-3 > ПУМ-2 > ПУМ-1. Наличие сильных межфазных взаимодействий в полимерной системе с содержанием 30% ПВХ приводит к диспергированию полимеров на наногетерогенном уровне. В эластомерной матрице наночастицы фазы ПВХ являются узлами физической сшивки, и максимальное упрочнение нанокомпозита достигается в смесях ПУМ-3/ПВХ. В композитах с содержанием 30–50% ПВХ отклонение прочности на разрыв от аддитивных значений составляет 23–25%. При увеличении концентрации термопласта в смеси межфазная адгезия и прочностные свойства композитов снижаются.
Вивчено вплив концентрації цупких сеґментів у поліуретансечовинах (ПУМ) на міжмолекулярні взаємодії з неорганічною сіллю LiCl і полівінілхлоридом (ПВХ), морфологію та механічні властивості композитів. Еластомери з концентрацією цупких сеґментів у 12,5% (ПУМ-1), 34% (ПУМ-2) та 48% (ПУМ-3) синтезували на основі поліоксипропіленгліколю, суміші 2,4 і 2,6 ізомерів толуїлендіізоціанату (65/35) та подовжувача ланцюга 4,4'-диамінодифенілметану двостадійною методою в розчині диметилформаміду (ДМФА). Композити ПУМ/LiCl і ПУМ/ПВХ із вмістом 5% LiCl або 10–90% ПВХ одержували з розчинів у ДМФА. Внутрішньо- та міжмолекулярні водневі зв’язки (ВЗ) в еластомерах і композитах досліджували методою ІЧФ-спектроскопії. Встановлено, що підвищення концентрації протонодонорних NHb-груп у макроланцюзі еластомеру приводить до посилення енергії міжмолекулярних ВЗ з аніоном Хлору неорганічної солі та полімеру, причому інтеґральна інтенсивність смуги валентних коливань NHb-груп у системах ПУМ/LiCl вища, аніж у сумішах ПУМ/ПВХ. Енергія міжфазних взаємодій у композитах знижується в ряду еластомерів: ПУМ-3 > ПУМ-2 > ПУМ-1. Наявність сильних міжфазних взаємодій у полімерній системі з вмістом 30% ПВХ приводить до дисперґування полімерів на наногетерогенному рівні. В еластомерній матриці наночастинки фази ПВХ є вузлами фізичного зшивання, і максимальне зміцнення нанокомпозиту досягається у сумішах ПУМ-3/ПВХ. В композитах із вмістом 30–50% ПВХ відхилення міцности на розрив від адитивних значень складає 23–25%. При збільшенні концентрації термопласту в суміші міжфазна адгезія та міцнісні властивості композитів понижуються.
In this article, we study an effect of hard segment content in poly(urethane-urea)s (PUU) on the intermolecular interactions with inorganic LiCl and organic poly(vinyl chloride) (PVC), morphology, and mechanical properties of the final PUU/LiCl and PUU/PVC composites. PUU with hard segment (HS) content of 12.5% (PUU-1), 34% (PUU-2) and 48% (PUU-3) are fabricated via conventional two-step ‘prepolyurethane method’ in N,N-dimethylformamide (DMF) media, using poly(propylene glycol), mixture of 2,4- and 2,6-isomers of tolylene diisocyanate (65/35 w/w), and chain extender of 4,4'-methy-lenedianiline as a chain extender. The PUU/LiCl and PUU/PVC composite films with 5 wt.% LiCl or 10–90 wt.% PVC are fabricated using solution/casting technique from DMF. A presence of intra- and intermolecular hydrogen bondings (HB) in elastomers and composites is studied by FTIR. As revealed, increasing of proton-donor NH-groups’ content in elastomer macrochain increases the energy of intermolecular HB with chlorine anion of an inorganic salt and polymer. The integral absorption intensity of ‘H-bonded’ NH groups in the PUU/LiCl composites is higher than that of the PUU/PVC systems. Energy of interfacial interactions in composites decreases in the range of PUU-3 > PUU-2 > PUU-1. The strong intermolecular interactions in a polymer blend containing 30 wt.% PVC result in suppression of phase-separation processes, and there is heterogeneity of the composites on the nanolevel. The nanoparticles of PVC phase are playing a role of physical cross-links, and maximal strengthening effect is observed for the PUU-3/PVC blends. For the composites with 30–50 wt.% of PVC, a deviation of experimental tensile-strength values from theoretical ones exceeds 23–25%. With increasing thermoplastic PVC content in the polymer blends, the interfacial adhesion and mechanical properties of composites are moderately reduced.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:09:38Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-133497 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:09:38Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Малышева, Т.Л. Толстов, А.Л. Гресь, Е.В. 2018-05-29T05:14:33Z 2018-05-29T05:14:33Z 2017 Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях / Т.Л. Малышева, А.Л. Толстов, Е.В. Гресь // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2017. — Т. 15, № 3. — С. 547–558. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1816-5230 PACS: 61.25.hk, 62.23.Pq, 68.37.Hk, 68.55.am, 78.30.Jw, 78.67.Sc, 82.35.Gh, 83.80.Tc https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133497 Изучено влияние концентрации жёстких сегментов в полиуретанмочевинах (ПУМ) на межмолекулярные взаимодействия с неорганической солью LiCl и поливинилхлоридом (ПВХ), морфологию и механические свойства композитов. Эластомеры с концентрацией жёстких сегментов 12,5% (ПУМ-1), 34% (ПУМ-2) и 48% (ПУМ-3) синтезировали на основе полиоксипропиленгликоля, смеси 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата (65/35) и удлинителя цепи 4,4'-диаминодифенилметана двухстадийным методом в растворе диметилформамида (ДМФА). Композиты ПУМ/LiCl и ПУМ/ПВХ с содержанием 5% LiCl или 10–90% ПВХ получали из растворов в ДМФА. Внутри- и межмолекулярные водородные связи (ВС) в эластомерах и композитах исследовали методом ИКФ-спектроскопии. Установлено, что увеличение концентрации протонодонорных NHb-групп в макроцепи эластомера приводит к усилению энергии межмолекулярных ВС с анионом хлора неорганической соли и полимера, причём интегральная интенсивность полосы валентных колебаний NHb-групп в системах ПУМ/LiCl выше, чем в смесях ПУМ/ПВХ. Энергия межфазных взаимодействий в композитах снижается в ряду эластомеров: ПУМ-3 > ПУМ-2 > ПУМ-1. Наличие сильных межфазных взаимодействий в полимерной системе с содержанием 30% ПВХ приводит к диспергированию полимеров на наногетерогенном уровне. В эластомерной матрице наночастицы фазы ПВХ являются узлами физической сшивки, и максимальное упрочнение нанокомпозита достигается в смесях ПУМ-3/ПВХ. В композитах с содержанием 30–50% ПВХ отклонение прочности на разрыв от аддитивных значений составляет 23–25%. При увеличении концентрации термопласта в смеси межфазная адгезия и прочностные свойства композитов снижаются. Вивчено вплив концентрації цупких сеґментів у поліуретансечовинах (ПУМ) на міжмолекулярні взаємодії з неорганічною сіллю LiCl і полівінілхлоридом (ПВХ), морфологію та механічні властивості композитів. Еластомери з концентрацією цупких сеґментів у 12,5% (ПУМ-1), 34% (ПУМ-2) та 48% (ПУМ-3) синтезували на основі поліоксипропіленгліколю, суміші 2,4 і 2,6 ізомерів толуїлендіізоціанату (65/35) та подовжувача ланцюга 4,4'-диамінодифенілметану двостадійною методою в розчині диметилформаміду (ДМФА). Композити ПУМ/LiCl і ПУМ/ПВХ із вмістом 5% LiCl або 10–90% ПВХ одержували з розчинів у ДМФА. Внутрішньо- та міжмолекулярні водневі зв’язки (ВЗ) в еластомерах і композитах досліджували методою ІЧФ-спектроскопії. Встановлено, що підвищення концентрації протонодонорних NHb-груп у макроланцюзі еластомеру приводить до посилення енергії міжмолекулярних ВЗ з аніоном Хлору неорганічної солі та полімеру, причому інтеґральна інтенсивність смуги валентних коливань NHb-груп у системах ПУМ/LiCl вища, аніж у сумішах ПУМ/ПВХ. Енергія міжфазних взаємодій у композитах знижується в ряду еластомерів: ПУМ-3 > ПУМ-2 > ПУМ-1. Наявність сильних міжфазних взаємодій у полімерній системі з вмістом 30% ПВХ приводить до дисперґування полімерів на наногетерогенному рівні. В еластомерній матриці наночастинки фази ПВХ є вузлами фізичного зшивання, і максимальне зміцнення нанокомпозиту досягається у сумішах ПУМ-3/ПВХ. В композитах із вмістом 30–50% ПВХ відхилення міцности на розрив від адитивних значень складає 23–25%. При збільшенні концентрації термопласту в суміші міжфазна адгезія та міцнісні властивості композитів понижуються. In this article, we study an effect of hard segment content in poly(urethane-urea)s (PUU) on the intermolecular interactions with inorganic LiCl and organic poly(vinyl chloride) (PVC), morphology, and mechanical properties of the final PUU/LiCl and PUU/PVC composites. PUU with hard segment (HS) content of 12.5% (PUU-1), 34% (PUU-2) and 48% (PUU-3) are fabricated via conventional two-step ‘prepolyurethane method’ in N,N-dimethylformamide (DMF) media, using poly(propylene glycol), mixture of 2,4- and 2,6-isomers of tolylene diisocyanate (65/35 w/w), and chain extender of 4,4'-methy-lenedianiline as a chain extender. The PUU/LiCl and PUU/PVC composite films with 5 wt.% LiCl or 10–90 wt.% PVC are fabricated using solution/casting technique from DMF. A presence of intra- and intermolecular hydrogen bondings (HB) in elastomers and composites is studied by FTIR. As revealed, increasing of proton-donor NH-groups’ content in elastomer macrochain increases the energy of intermolecular HB with chlorine anion of an inorganic salt and polymer. The integral absorption intensity of ‘H-bonded’ NH groups in the PUU/LiCl composites is higher than that of the PUU/PVC systems. Energy of interfacial interactions in composites decreases in the range of PUU-3 > PUU-2 > PUU-1. The strong intermolecular interactions in a polymer blend containing 30 wt.% PVC result in suppression of phase-separation processes, and there is heterogeneity of the composites on the nanolevel. The nanoparticles of PVC phase are playing a role of physical cross-links, and maximal strengthening effect is observed for the PUU-3/PVC blends. For the composites with 30–50 wt.% of PVC, a deviation of experimental tensile-strength values from theoretical ones exceeds 23–25%. With increasing thermoplastic PVC content in the polymer blends, the interfacial adhesion and mechanical properties of composites are moderately reduced. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях Impact of Interfacial Interactions on the Formation of Nanoheterogeneous Structure in Polymer–Polymer Blends Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях Малышева, Т.Л. Толстов, А.Л. Гресь, Е.В. |
| title | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| title_alt | Impact of Interfacial Interactions on the Formation of Nanoheterogeneous Structure in Polymer–Polymer Blends |
| title_full | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| title_fullStr | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| title_full_unstemmed | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| title_short | Влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| title_sort | влияние межфазных взаимодействий на формирование наногетерогенной структуры в полимер-полимерных смесях |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/133497 |
| work_keys_str_mv | AT malyševatl vliâniemežfaznyhvzaimodeistviinaformirovanienanogeterogennoistrukturyvpolimerpolimernyhsmesâh AT tolstoval vliâniemežfaznyhvzaimodeistviinaformirovanienanogeterogennoistrukturyvpolimerpolimernyhsmesâh AT gresʹev vliâniemežfaznyhvzaimodeistviinaformirovanienanogeterogennoistrukturyvpolimerpolimernyhsmesâh AT malyševatl impactofinterfacialinteractionsontheformationofnanoheterogeneousstructureinpolymerpolymerblends AT tolstoval impactofinterfacialinteractionsontheformationofnanoheterogeneousstructureinpolymerpolymerblends AT gresʹev impactofinterfacialinteractionsontheformationofnanoheterogeneousstructureinpolymerpolymerblends |