Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру
Проведено синтез уретанвмісного олігомеру з амінними реакційноздатними групами. Створено органо-неорганічні композити на основі одержаного уретанвмісного олігомеру, силікату натрію та ізоціанатів при різному співвідношенні відправних реагентів. Встановлено, що отримані органо-неорганічні композити м...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187618 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру / В.Л. Будзінська, С.С. Іщенко, Є.В. Лебедєв, В.В. Мужев // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 1. — С. 60-65. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-187618 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Будзiнська, В.Л. Іщенко, С.С. Лебедєв, Є.В. Мужев, В.В. 2023-01-15T19:51:56Z 2023-01-15T19:51:56Z 2012 Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру / В.Л. Будзінська, С.С. Іщенко, Є.В. Лебедєв, В.В. Мужев // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 1. — С. 60-65. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187618 541.64:678.02 Проведено синтез уретанвмісного олігомеру з амінними реакційноздатними групами. Створено органо-неорганічні композити на основі одержаного уретанвмісного олігомеру, силікату натрію та ізоціанатів при різному співвідношенні відправних реагентів. Встановлено, що отримані органо-неорганічні композити мають підвищені фізико-механічні характеристики, що пов’язано як з наявністю амінних груп в уретанвмісному олігомері, так і з особливостями формування структури композиту в цілому. Проведен синтез уретансодержащего олигомера с аминными реакционноспособными группами. Созданы органо-неорганические композиты на основе синтезированного уретансодержащего олигомера, силиката натрия и изоцианатов при разном соотношении исходных реагентов. Установлено, что полученные органо-неорганические композиты имеют высокие физико-механические показатели, что связано как с присутствием аминных групп в уретансодержащем олигомере, так и с особенностями формирования структуры композита в целом. The oligomer which contains urethane with presence amines groups was preparation. Organic-inorganic polymer composites (ONC) based on oligomer which contains urethane, sodium of silicate and isocyanates was synthesized. That composites obtained are characterized by high deformation properties. The properties of ONC could be related to specific structure of composite and with presence amines groups in oligomer which contains urethane. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Химия высокомолекулярных соединений Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру Органо-неорганические композиты на основе изоцианатов, силиката натрия с добавками уретансодержащего олигомера Organic-inorganic composites on the based on isocyanates, sodium of silicate and additives that oligomer which contains urethane Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| spellingShingle |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру Будзiнська, В.Л. Іщенко, С.С. Лебедєв, Є.В. Мужев, В.В. Химия высокомолекулярных соединений |
| title_short |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| title_full |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| title_fullStr |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| title_full_unstemmed |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| title_sort |
органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру |
| author |
Будзiнська, В.Л. Іщенко, С.С. Лебедєв, Є.В. Мужев, В.В. |
| author_facet |
Будзiнська, В.Л. Іщенко, С.С. Лебедєв, Є.В. Мужев, В.В. |
| topic |
Химия высокомолекулярных соединений |
| topic_facet |
Химия высокомолекулярных соединений |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Украинский химический журнал |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Органо-неорганические композиты на основе изоцианатов, силиката натрия с добавками уретансодержащего олигомера Organic-inorganic composites on the based on isocyanates, sodium of silicate and additives that oligomer which contains urethane |
| description |
Проведено синтез уретанвмісного олігомеру з амінними реакційноздатними групами. Створено органо-неорганічні композити на основі одержаного уретанвмісного олігомеру, силікату натрію та ізоціанатів при різному співвідношенні відправних реагентів. Встановлено, що отримані органо-неорганічні композити мають підвищені фізико-механічні характеристики, що пов’язано як з наявністю амінних груп в уретанвмісному олігомері, так і з особливостями формування структури композиту в цілому.
Проведен синтез уретансодержащего олигомера с аминными реакционноспособными группами. Созданы органо-неорганические композиты на основе синтезированного уретансодержащего олигомера, силиката натрия и изоцианатов при разном соотношении исходных реагентов. Установлено, что полученные органо-неорганические композиты имеют высокие физико-механические показатели, что связано как с присутствием аминных групп в уретансодержащем олигомере, так и с особенностями формирования структуры композита в целом.
The oligomer which contains urethane with presence amines groups was preparation. Organic-inorganic polymer composites (ONC) based on oligomer which contains urethane, sodium of silicate and isocyanates was synthesized. That composites obtained are characterized by high deformation properties. The properties of ONC could be related to specific structure of composite and with presence amines groups in oligomer which contains urethane.
|
| issn |
0041–6045 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187618 |
| citation_txt |
Органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів та силікату натрію з добавками уретанвмісного олігомеру / В.Л. Будзінська, С.С. Іщенко, Є.В. Лебедєв, В.В. Мужев // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 1. — С. 60-65. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT budzinsʹkavl organoneorganíčníkompozitinaosnovíízocíanatívtasilíkatunatríûzdobavkamiuretanvmísnogoolígomeru AT íŝenkoss organoneorganíčníkompozitinaosnovíízocíanatívtasilíkatunatríûzdobavkamiuretanvmísnogoolígomeru AT lebedêvêv organoneorganíčníkompozitinaosnovíízocíanatívtasilíkatunatríûzdobavkamiuretanvmísnogoolígomeru AT muževvv organoneorganíčníkompozitinaosnovíízocíanatívtasilíkatunatríûzdobavkamiuretanvmísnogoolígomeru AT budzinsʹkavl organoneorganičeskiekompozitynaosnoveizocianatovsilikatanatriâsdobavkamiuretansoderžaŝegooligomera AT íŝenkoss organoneorganičeskiekompozitynaosnoveizocianatovsilikatanatriâsdobavkamiuretansoderžaŝegooligomera AT lebedêvêv organoneorganičeskiekompozitynaosnoveizocianatovsilikatanatriâsdobavkamiuretansoderžaŝegooligomera AT muževvv organoneorganičeskiekompozitynaosnoveizocianatovsilikatanatriâsdobavkamiuretansoderžaŝegooligomera AT budzinsʹkavl organicinorganiccompositesonthebasedonisocyanatessodiumofsilicateandadditivesthatoligomerwhichcontainsurethane AT íŝenkoss organicinorganiccompositesonthebasedonisocyanatessodiumofsilicateandadditivesthatoligomerwhichcontainsurethane AT lebedêvêv organicinorganiccompositesonthebasedonisocyanatessodiumofsilicateandadditivesthatoligomerwhichcontainsurethane AT muževvv organicinorganiccompositesonthebasedonisocyanatessodiumofsilicateandadditivesthatoligomerwhichcontainsurethane |
| first_indexed |
2025-11-24T11:40:26Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:40:26Z |
| _version_ |
1850845978386497536 |
| fulltext |
polyglucanurethane molecular dynamic and shortran-
ge ordering were explored.
ЛИТЕРАТУРА
1. Crini G. // Progr.Polym.Sci. -2005. -30. -P. 38—70.
2. Ciesielski W ., Lii C.Y ., Y en M .T., Tomasik P. // Car-
bohydr. Polym. -2003. -51. -Р. 47—56.
3. Пат . № 59873 Украина. -Опубл. 15.06.2006; Бюл.
№ 6.
4. Гвоздяк Р.И ., Матышевская М .С., Григорьевa Е.Ф.
и др. Микробный полисахарид ксантан. -Киев:
Наук. думка, 1989.
5. Козак Н .В., Гомза Ю.П ., Лобко Е.В., Губина А .В.
// Межвуз. сб. „Физикохимия полимеров” -2011.
-17. -С. 92—95.
6. Southwick J.G., Lee H., Jameson A.M ., Blackwell J.
// Carbohydrate Res. -1980. -84. -С. 287—295.
7. Губина А .В., Низельский Ю .М ., Козак Н .В., Несте-
ренко Г.М . // Магистериум. -2006. -24. -С. 58—64.
8. Козак Н .В., Губина А .В., Клепко В.В. и др. // Меж-
вуз. сб. „Физикохимия полимеров”. -2010. -16. -С.
214—219.
9. Липатов Ю.С., Шилов В.В., Гомза Ю.П., Кругляк Н.Е.
Рентгенографические методы изучения полимер-
ных систем. -Киев: Наук. думка, 1982.
10. Вассерман А .М ., Коварский А .Л. Спиновые метки
и зонды в физикохимии полимеров. -М .: Наука,
1986.
11. Энциклопедия полимеров. -М .: Совет. энциклопе-
дия, 1977. -С. 66—67.
Институт химии высокомолекулярных соединений Поступила 07.11.2011
НАН Украины, Киев
УДК 541.64:678.02
В.Л.Будзінська, С.С.Іщенко, Є.В.Лебедєв, В.В.Мужев
ОРГАНО-НЕОРГАНІЧНІ КОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ ІЗОЦІАНАТІВ ТА
СИЛІКАТУ НАТРІЮ З ДОБАВКАМИ УРЕТАНВМІСНОГО ОЛІГОМЕРУ
Проведено синтез уретанвмісного олігомеру з амінними реакційноздатними групами. Створе-
но органо-неорганічні композити на основі одержаного уретанвмісного олігомеру, силікату
натрію та ізоціанатів при різному співвідношенні відправних реагентів. Встановлено, що отри-
мані органо-неорганічні композити мають підвищені фізико-механічні характеристики, що пов’я-
зано як з наявністю амінних груп в уретанвмісному олігомері, так і з особливостями форму-
вання структури композиту в цілому.
ВСТУП. Розробка органо-неорганічних по-
лімерних композитів (ОНК) та дослідження їхніх
властивостей є одним з перспективних напрямків
у полімерній науці в останнє десятиріччя [1—3].
Це пов’язано з унікальними властивостями таких
систем, які залежать від комбінування співвід-
ношення вихідних традиційних матеріалів та
способу їх отримання. Найпоширеніший спосіб
одержання ОНК є золь–гель метод [4—7]. Альтер-
нативним шляхом синтезу ОНК є спільна полі-
меризація органічних та неорганічних олігоме-
рів [8, 9]. При цьому під час полімеризації ОНК
відбувається взаємодія між функціональними
групами неорганічних та органічних складових з
утворенням композитів з комплексом властивос-
тей, що не притаманні вихідним сполукам [10].
Властивості ОНК можна варіювати в широ-
ких межах за рахунок підбору органічних і неор-
ганічних компонентів системи та умов проведен-
ня процесу полімеризації [8, 9]. Авторами розроб-
лені ОНК з високими показниками фізико-меха-
нічних властивостей при використанні модифі-
кованої неорганічної складової [11, 12]. Слід че-
кати, що модифікація органічної складової, а
саме ізоціанатних олігомерів, дасть можливість
створити ОНК зі зміненим комплексом власти-
востей. Введення добавок уретанвмісного оліго-
меру, безумовно, позначиться на формуванні по-
лімерної органічної матриці ОНК та на структурі
композитів [13], а, отже, і на їхніх властивостях.
© В.Л .Будзінська, С.С.Іщенко, Є.В.Лебедєв, В.В.Мужев , 2012
Химия высокомолекулярных соединений
60 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1
Мета роботи полягала в створенні ОНК на
основі ізоціанатів та силікату натрію з добавка-
ми уретанвмісного олігомеру і дослідженні фі-
зико-хімічних властивостей таких композитів.
Об’єктами дослідження були: органо-неор-
ганічні композиції на основі ізоціанатів та си-
лікату натрію з добавками уретанвмісного олі-
гомеру. Використовували силікат натрію (СН) з
силікатним модулем, рівним 2.94 ± 0.5, який ви-
значався згідно із ГОСТ 13079. Силікатний мо-
дуль (mсн) — відношення кількості SiO2 г/моль
до Na2O г/моль. Відсоток вільної води в СН скла-
дав 60 ± 3 % мас.
Застосовували уретанвмісний олігомер (МДГ)
на основі макродіізоціанату (МДІ) та гідразин-
етанолу (ГЕ). Органо-неорганічні композиції на
основі ізоціанатів, уретанвмісного олігомеру та
силікату натрію готували за кімнатної температу-
ри при постійному перемішуванні. Отвердження
ОНК проводили як моноізоціанатами, так і по-
ліізоціанатами. Всі зразки ОНК отримували при
співвідношенні неорганічної складової до орга-
нічної 40 % мас. : 60 % мас. відповідно.
Основні результати роботи одержані з вико-
ристанням реологічних досліджень, інфрачерво-
ної спектроскопії (ІЧ-спектроскопії) та комплек-
сом фізико-механічних досліджень.
Залежність в’язкості уретанвмісного олігоме-
ру від температури досліджували на приладі TA
Instruments AR2000 Ех Rheometer у температур-
ному інтервалі 20—35 оС через кожні 5 оС, вико-
ристовуючи пристрій „плита–плита”.
ІЧ-спектри вихідних та кінцевих продуктів
реакцій знімали на спектрометрі Tensor 37 фір-
ми Bruker в області 400—4000 см–1 при темпера-
турі (20 ± 1) оС. Зразки готували у вигляді табле-
ток з KBr.
Міцність і відносне подовження при розриві
зразків ОНК визначали згідно з ГОСТ 18299, а
міцність та відносну деформацію при стискан-
ні — згідно з ГОСТ 4651. В обох випадках до-
слідження проводили після старіння зразків про-
тягом 14 діб за кімнатної температури на роз-
ривній машині Р-5 при швидкості 50 мм/хв.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬ-
ТАТІВ. Першим етапом роботи було проведення
синтезу уретанвмісного олігомеру на основі МДІ
та гідразинетанолу. Преполімер МДІ був отрима-
ний при взаємодії поліоксипропіленгліколю мо-
лекулярної маси 1052 з толуїлендіізоціанатом —
суміш ізомерів 2.4—65 % і 2.6—35 %, МДІ мав 6
± 0.5 % NCO-груп. Мольне співвідношення МДІ :
ГЕ складало 1:2. Слід зазначити, що процес ре-
акції МДІ та ГЕ супроводжується значним ви-
діленням тепла. Тому для забезпечення сталого
температурного режиму реакції, особливо почат-
кового терміну, необхідно інтенсивно охолоджу-
вати реактор з реакційною сумішшю, не допус-
каючи перевищення температури реакційної ма-
си за 50 оС. Перемішування реакційної маси по-
винно бути значним, але сталим, завдяки незнач-
ній величині в’язкості при температурі витрим-
ки до завершення реакції. Хімічна структура син-
тезованого уретанмісного олігомеру (МДГ) пред-
ставлена формулою, що наведена нижче.
Синтезований олігомер містить реакційно-
здатні амінні групи, що в подальшому при вико-
ристанні МДГ при формуванні ОНК дасть змогу
отримати більш зашитий полімер.
Як зазначалось вище, перспективним і еко-
номічним методом одержання органо-неорга-
нічних наноматеріалів є формування їх у процесі
сумісної полімеризації із рідких сумішей орга-
нічного та неорганічного компонентів. Викорис-
товуючи олігомери різного хімічного складу не-
органічної і органічної природи та змінюючи їх
співвідношення, можна одержувати полімерні ма-
теріали з широким спектром властивостей. Стру-
ктура таких ОНК є трьохфазною системою, що
включає фази органічного і неорганічного ком-
понентів та фазу, яка є продуктом їх взаємодії [14].
В залежності від природи компонентів, способу
та умов синтезу отримують полімерні компози-
ційні матеріали різних типів — традиційний мік-
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1 61
рокомпозит чи нанокомпозит або їх по-
єднання в різних співвідношеннях. Щоб
досягти значного покращення властивостей
ОНК, необхідно досягти рівномірного роз-
поділу часток неорганічного олігомеру в по-
лімерній матриці. Істотне значення при
цьому має хімічна спорідненість неорга-
нічного олігомеру і полімерної матриці. Ви-
значальним є також знання кореляції між
гідрофільно–гідрофобним балансом часток
неорганічного олігомеру та його здатністю
до диспергування (змішування) в полімерній
матриці в процесі її тверднення. При дос-
лідженні процесу диспергування неоргані-
чних олігомерів у середовищі МДГ необ-
хідно враховувати в’язкість олігомеру в за-
лежності від температури.
На рис. 1, 2 наведені криві течії МДГ
при різних температурах. Як видно, не при
всіх температурах олігомер проявляє влас-
тивості неньютонівської рідини. Але слід за-
уважити, що із збільшенням температури
МДГ наближається до ньютонівської рі-
дини [15]. При температурах 20 і 25 оС олі-
гомер проявляє псевдопластичність.
Таким чином, проведені реологічні до-
слідження визначили температурні режи-
ми (вище 30 оС) змішування СН з МДГ та
затвердження ізоціанатами.
З метою отримання різнофункціона-
льних композиційних матеріалів проводи-
ли затвердження МДГ з СН як моноізоціана-
тами, так і поліізоціанатами. Зокрема, для
створення негорючих пінних матеріалів ви-
користовували для їх отвердження толу-
їлендіізоціанат, гексаметилендіізоціанат і
додавали трихлоретилфосфат. Кількість мо-
ноізоціанату по розрахунку брали таку, щоб
прореагували всі реакційноздатні групи
МДГ. В обох випадках отримані пінні ком-
позити, які здатні до самогасіння. При ство-
ренні плівкових та конструкційних мате-
ріалів для отвердження МДГ з СН викори-
стовували МДІ та ПІЦ відповідно.
Механізм реакції МДГ, СН з ізоціанатами
вивчали методом ІЧ-спектроскопії. Так, на рис.
3 представлені ІЧ-спектри продуктів реакцій
СН+ПІЦ (а, б — спектр 1) та СН+МДГ+ПІЦ
(б, в — спектр 2). При порівнянні цих спектрів
видно, що вони мають відмінності в інтенсив-
ності характерних смуг.
Особливу увагу звертають на себе смуги
1080, 1535, 1670 та 3350 см–1. Смуга 1670 см–1 ха-
рактеризує деформаційні коливання зв’язаних
NH-груп [16, 17]. Інтенсивність цієї смуги на спе-
ктрі 2 (рис. 3, а) значно вища в порівнянні зі спе-
Рис. 1. Залежність в’язкості олігомеру МДГ від швидкості
зсуву при різних температурах: 1 — 20, 2 — 30, 4 — 35 оС.
Рис. 2. Криві течії олігомеру МДГ при різних тем-
пературах: 1 — 20, 2 — 30, 4 — 35 оС
Химия высокомолекулярных соединений
62 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1
ктром 1. Інтенсивність смуги 3350 см–1 (спектр 2,
рис. 3, г) значно вища і має інший характер, ніж
на спектрі 1 (рис. 3, б). Ця смуга характеризує
валентні коливання зв’язаних NH-груп. З цього
можна зробити висновок, що при формуванні
ОНК при введенні МДГ більше утворюється се-
човини, що пов’язано з наявністю NH2 -груп в
МДГ, що можуть виступати в якості реакційних
груп по відношенню до ізоціанату, а також прояв-
ляти каталітичний вплив на реакцію води си-
лікату натрію з ізоціанатом. На користь цього
твердження свідчить і збільшення інтенсивно-
сті смуги 1080 см–1, яка характеризує поглинання
зв’язків Si–O–Si. Іншими словами, утворення біль-
шої кількості сечовини при формуванні ОНК ви-
кликає більш інтенсивну поліконденсацію силі-
кату натрію.
З приведеного аналізу можна зробити висно-
вок, що в результаті формування системи СН+
+МДГ+ПІЦ отримуємо більш зашитий (розгалу-
жений) композит в порівнянні з системою СН+
+ПІЦ, що повинно позначитися на фізико-меха-
нічних властивостях таких ОНК.
Дійсно, виявилось, що ОНК з використан-
ням різних кількостей МДГ проявляють різні
фізико-механічні властивості. В табл. 1 наведені
міцність (G) та відносне подовження (L) при
розриві різних за складом ОНК на основі МДГ,
Рис. 3. ІЧ-спектри продуктів реакції: спектр 1 — 40 % мас. СН + 60 % мас. ПІЦ (а, б)
та спектр 2 — 30 % мас. ПІЦ + 30 % мас. МДГ + 40 % мас. СН (в, г).
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1 63
силікату натрію та МДІ.
Як видно з табл. 1, міцність при розриві зра-
зків ОНК підвищується на 60 % для композиції 4,
що вміщує 1.5 % мас. МДГ. Кількість МДГ в та-
кій композиції відповідає за розрахунками необ-
хідній кількості для реагування NH2-груп у МДГ
з ізоціанатами. При збільшенні кількості МДГ
значення міцності майже не змінюється. В той же
час відносне подовження при розриві зразків
ОНК зростає зі збільшенням кількості МДГ і має
екстремум також при 1,5 % мас. МДГ. Такі зна-
чення фізико-механічних показників можна пояс-
нити наступним чином: по-перше, МДГ має амін-
ні реакційноздатні групи, які можуть взаємодія-
ти з ізоціанатними групами, а також каталізува-
ти реакцію сечовиноутворення води силікату нат-
рію з ізоціанатними групами, по-друге, при до-
даванні невеликих кількостей МДГ змінюється
склад та будова прошарків між органічною та
неорганічною складовими [13, 14], що визначає
структуру цих композитів, а, отже, й механічні
характеристики. Слід відмітити, що отримані ОНК
характеризуються високими показниками міц-
ності. Це свідчить про те, що проходить форму-
вання більш зашитої системи, на що вказують
наведені вище ІЧ-спектроскопічні дослідження.
Для створення конструкційних матеріалів
ОНК одержували на основі СН+МДГ+ПІЦ. У
табл. 2 наведені значення міцності (σ) та віднос-
ної деформації (∆ε) при стисканні різних за
складом композицій.
Як видно з табл. 2, збільшення вмісту МДГ
приводить до підвищення показників як міцно-
сті, так і відносної деформації при стисканні. Слід
зазначити, що в залежності від складу композиту
маємо різні механічні показники. Це, скоріше
всього, може бути пов’язано зі структурою ново-
утвореного композиту.
Відомо, що при формуванні ОНК проходить
ряд паралельно-конкуруючих реакцій, одна з
яких є поліконденсація СН. У результаті цієї ре-
акції неорганічна складова формується у вигля-
ді сферичних або овоїдальних силікатних ча-
сток. У такій системі міцними є міжфазні зв’язки.
Таким чином, структура ОНК є трьохфазною си-
стемою, що включає фази органічного і неор-
ганічного компонентів та фазу, яка є прошарком
між двома складовими [14]. Раніше [18] при до-
слідженні структури гібридних органо-неорга-
нічних композитів на основі ізоціанатів, силікату
натрію методом рентгенографії було показано,
що первинні часточки силікату натрію утворю-
ють дрібні масово-фрактальні агрегати на основі
суцільно зв’язаних первинних, а потім зі слабо
зв’язаних дрібних масових фракталів формують-
ся великі масово-фрактальні агрегати. Збільшен-
ня вмісту неорганічного компоненту веде до змен-
шення розмірів як первинних, так і вторинних ма-
сово-фрактальних агрегатів. Полімерний органі-
чний компонент в органо-неорганічному компо-
зиті, в свою чергу, розподіляється в прошарках
масово-фрактальних агрегатів, утворених неор-
ганічним компонентом. Товщину таких прошар-
ків орієнтовно можна визначити близькою до
розмірів масово-фрактальних агрегатів першого
структурного рівня. На властивості ОНК суттєво
впливає природа прошарків між неорганічною і
органічної складовими, тобто введення в компо-
зит МДГ впливає на будову прошарків та визна-
чає структуру і властивості ОНК [13, 19].
Таким чином, проведено синтез уретанвмі-
сного олігомеру з амінними реакційноздатними
Т а б л и ц я 1
Склад та фізико-механічні характеристики ОНК
на основі МДІ, СН та МДГ
МДГ МДІ СН
G, МПа L
% мас.
0 60.0 40 4.1 756
0.5 59.5 40 4.2 870
1.0 59.0 40 4.5 945
1.5 58.5 40 6.4 1276
2.0 58.0 40 5.7 1126
2.5 57.5 40 4.4 845
Т а б л и ц я 2
Фізико-механічні характеристики ОНК на основі
ПІЦ, СН та МДГ
МДГ ПІЦ СН σ,
МПа ∆ε, % σ,
МПа ∆ε, %
% мас. 14 діб 28 діб
0 6.0 40 15 9 36 23
2.5 57.5 40 29 22 39 24
5.0 55.0 40 35 27 41 29
Химия высокомолекулярных соединений
64 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1
групами. Реологічні дослідження визначили тем-
пературні режими змішування СН з уретанвмі-
сним олігомером. Встановлено, що отримані ОНК
на основі СН, МДГ та ізоціанатів мають підви-
щені фізико-механічні характеристики, що по-
в’язано як з наявністю амінних груп в МДГ, так і
з особливостями формування структури ОНК.
РЕЗЮМЕ. Проведен синтез уретансодержащего
олигомера с аминными реакционноспособными груп-
пами. Созданы органо-неорганические композиты на
основе синтезированного уретансодержащего олиго-
мера, силиката натрия и изоцианатов при разном со-
отношении исходных реагентов. Установлено, что по-
лученные органо-неорганические композиты имеют вы-
сокие физико-механические показатели, что связано как с
присутствием аминных групп в уретансодержащем оли-
гомере, так и с особенностями формирования стру-
ктуры композита в целом.
SUMMARY. The oligomer which contains uretha-
ne with presence amines groups was preparation. Orga-
nic-inorganic polymer composites (ONC) based on oli-
gomer which contains urethane, sodium of silicate and
isocyanates was synthesized. That composites obtai-
ned are characterized by high deformation properties.
The properties of ONC could be related to specific struc-
ture of composite and with presence amines groups in oli-
gomer which contains urethane.
ЛІТЕРАТУРА
1. Hsu Y .G., L in K.H., Chiang I.L . Material Science
and Engineering B. -2001. -87. -P. 31—39.
2. Sugimoto H., Nakanishi E., Y amauchi K. et al . //
Polymer Bull. -2004. -52. -P. 209—218.
3. Hsu Y .G., Chang L .F., W ang C.P . Materials Science
and Engineering A. -2004. -367. -P. 205—217.
4. Brennan A .B., W ilkes G.L . // Polymer. -1991. -32.
-P. 733—739.
5. Novak B.M . // Adv. Material. -1993. -5. -P. 422—433.
6. Hsu Y .G., L in F.J. // Appl. Polymer Science. -2000.
-75. -P. 275—283.
7. Kim K.M ., Adachi K., Chujo Y . // Polymer. -2002.
-43. -P. 1171—1175.
8. Лебедев Е.В., Ищенко С.С., Придатко А .Б . //
Композиционные полимерные материалы. -1999.
-21, № 1. -С. 3—12.
9. Лебедев Є.В., Іщенко С.С., Будзінська В.Л. Вопросы
химии и химической технологии. -2002. -3. -С.
80—86.
10. Іщенко С.С., Лебедєв Є.В. // Укр. хим. журн. -2001.
-67, № 8. -С. 116—119.
11. Будзінська В.Л., Іщенко С.С., Лебедєв Є.В. // Там
же. -2009. -75, № 3–4. -С. 62—66.
12. Будзінська В.Л., Іщенко С.С., Лебедєв Є.В. //
Полімер. журн. -2009. -31, № 3. -С. 265—269.
13. Лебедєв Є.В. // Физикохимия многокомпонентных
полимерных систем. -Киев: Наук. думка , 1985. -Т.
2. -С. 74—88.
14. Придатко А .Б ., Іщенко С.С., Лебедєв Є.В. Фізика
конденсованих високомолекулярних систем. -Вип.
4. -С. 31—33.
15. Малкин А .Я., Куличихин С.Г. Реология в процессах
образования и превращения полимеров. -М .:
Химия, 1985.
16. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение
органических соединений. -М .: Мир, 1965.
17. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных моле-
кул. -М .: Изд-во иностр. лит., 1963.
18. Лебедєв Є.В., Гомза Ю .П ., Іщенко С.С. та ін. //
Вопросы химии и хим. технологии. -2006. -№ 3.
-С. 89—94.
19. Іщенко С.С., Будзінська В.Л., Лебедєв Є.В., Головань
С.В. // Полімер. журн. -2011. -33, № 3. -С. 228—233.
Інститут хімії високомолекулярних сполук Надійшла 21.12.2011
НАН України, Київ
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 1 65
|