Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем
The dependences of physical characteristics during forming a structure of organic-inorganic systems (OIS) are investigated. The anomalous non-monotonic tendency of changing the physical parameters is found. This effect is explained by a complicated structure of OIS that consists of two interpenetrat...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5912 |
| 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: | Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем / М.В. Юрженко, Є.П. Мамуня, Ж. Буато, Ж. Сетр, Є.В. Лебедєв // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 81-83. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5912 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59122025-02-09T16:59:15Z Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем Юрженко, М.В. Мамуня, Є.П. Буато, Ж. Сетр, Ж. Лебедєв, Є.В. Фізика The dependences of physical characteristics during forming a structure of organic-inorganic systems (OIS) are investigated. The anomalous non-monotonic tendency of changing the physical parameters is found. This effect is explained by a complicated structure of OIS that consists of two interpenetrating hybrid organic-inorganic networks which are characterized by different rates of forming. 2008 Article Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем / М.В. Юрженко, Є.П. Мамуня, Ж. Буато, Ж. Сетр, Є.В. Лебедєв // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 81-83. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5912 678.83:666.9.015 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Фізика Фізика |
| spellingShingle |
Фізика Фізика Юрженко, М.В. Мамуня, Є.П. Буато, Ж. Сетр, Ж. Лебедєв, Є.В. Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| description |
The dependences of physical characteristics during forming a structure of organic-inorganic systems (OIS) are investigated. The anomalous non-monotonic tendency of changing the physical parameters is found. This effect is explained by a complicated structure of OIS that consists of two interpenetrating hybrid organic-inorganic networks which are characterized by different rates of forming. |
| format |
Article |
| author |
Юрженко, М.В. Мамуня, Є.П. Буато, Ж. Сетр, Ж. Лебедєв, Є.В. |
| author_facet |
Юрженко, М.В. Мамуня, Є.П. Буато, Ж. Сетр, Ж. Лебедєв, Є.В. |
| author_sort |
Юрженко, М.В. |
| title |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| title_short |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| title_full |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| title_fullStr |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| title_full_unstemmed |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| title_sort |
аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Фізика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5912 |
| citation_txt |
Аномальна поведінка кінетичних параметрів під час формування структури органо-неорганічних полімерних систем / М.В. Юрженко, Є.П. Мамуня, Ж. Буато, Ж. Сетр, Є.В. Лебедєв // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 81-83. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT ûrženkomv anomalʹnapovedínkakínetičnihparametrívpídčasformuvannâstrukturiorganoneorganíčnihpolímernihsistem AT mamunâêp anomalʹnapovedínkakínetičnihparametrívpídčasformuvannâstrukturiorganoneorganíčnihpolímernihsistem AT buatož anomalʹnapovedínkakínetičnihparametrívpídčasformuvannâstrukturiorganoneorganíčnihpolímernihsistem AT setrž anomalʹnapovedínkakínetičnihparametrívpídčasformuvannâstrukturiorganoneorganíčnihpolímernihsistem AT lebedêvêv anomalʹnapovedínkakínetičnihparametrívpídčasformuvannâstrukturiorganoneorganíčnihpolímernihsistem |
| first_indexed |
2025-11-28T06:44:38Z |
| last_indexed |
2025-11-28T06:44:38Z |
| _version_ |
1850015522196815872 |
| fulltext |
УДК 678.83:666.9.015
© 2008
М. В. Юрженко, Є. П. Мамуня, Ж. Буато, Ж. Сетр, академiк
НАН України Є. В. Лебедєв
Аномальна поведiнка кiнетичних параметрiв пiд час
формування структури органо-неорганiчних полiмерних
систем
The dependences of physical characteristics during forming a structure of organic-inorganic
systems (OIS) are investigated. The anomalous non-monotonic tendency of changing the physi-
cal parameters is found. This effect is explained by a complicated structure of OIS that consists
of two interpenetrating hybrid organic-inorganic networks which are characterized by different
rates of forming.
Як правило, змiна фiзичних параметрiв пiд час формування структури термореактивних
полiмерних систем в процесi полiмеризацiї має монотонний характер [1–3]. Зi зростанням
вмiсту однiєї iз складових в об’ємi полiмеру, що формується, значення кiнетичних пара-
метрiв, таких як константа швидкостi реакцiї, час гелеутворення, час тверднення тощо,
змiнюються послiдовно, вiдповiдним чином змiнюються i фiзичнi властивостi системи [4–6].
Така змiна фiзичних параметрiв є логiчною та обгрунтованою загалом для гомополiмерiв
та композицiй на їх основi. Проте органо-неорганiчнi полiмернi системи (ОНС) — це новий
клас полiмерiв, властивостi яких та особливостi формування їх структури вивченi ще не
достатньо [7]. Метою даної роботи було дослiдження змiни фiзичних параметрiв залежно
вiд процесу формування структури ОНС.
Результати та обговорення експерименту. ОНС були отриманi при твердненнi
реактивної сумiшi органiчного i неорганiчного компонентiв як результат реакцiй вiльних
NСО-груп органiчного компоненту з ОН-групами неорганiчного компоненту — металсилi-
кату (MC). Детально процес синтезу ОНС описаний в [8–10]. Число NСО-груп регулювалося
змiною спiввiдношення мiж двома складовими органiчного компоненту: високомолекуляр-
ного (Мм = 4500) уретанового олiгомеру (УО) з 3,6% вiльних NCO-груп та низькомоле-
кулярного (Мм = 250) iзоцiонатвмiстного модифiкатору (IМ), що мiстив 32% NCO-груп.
Очiкувалося, що зi збiльшенням вмiсту NСО-груп в органiчнiй частинi фiзичнi (кiнети-
чнi) параметри, якi характеризують процес формування структури, будуть змiнюватися
монотонно, оскiльки спiввiдношення мiж органiчною та неорганiчними складовими пiдтри-
мувалося постiйним, змiнювався лише вмiст реакцiйноздатних NCO-груп в органiчному
компонентi — вiд 3,6 до 32% при варiюваннi спiввiдношення IМ/УО вiд 0/1 до 1/0.
На рис. 1 зображено метод визначення часу, гелеутворення tг (моменту часу, коли в об’є-
мi композицiї формується просторова гiбридна органо-неорганiчна сiтка), який одночасно
визначався з реокiнетичних та електрометричних вимiрювань. Спостерiгається добра ко-
реляцiя мiж кривими в’язкостi та електропровiдностi, тобто можна говорити, що вплив
хiмiчного складу на процес формування структури ОНС та умови переносу заряду має
однаковий характер.
Експериментальнi данi, отриманi в процесi полiмеризацiї ОНС (рис. 2–4) демонструють
аномальнi немонотоннi залежностi кiнетичних параметрiв вiд вмiсту NCO-груп, з макси-
мумом або мiнiмумом в областi середнiх концентрацiй NCO-груп. Так, в областi малих
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №9 81
Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4
концентрацiй NСО-груп час гелеутворення tг монотонно зменшується та досягає свого мi-
нiмуму при 18% NСО-груп (див. рис. 2), при цьому константа швидкостi реакцiї k швидко
зростає та досягає максимуму при тому ж вмiстi NСО-груп (див. рис. 3). Така картина
змiни кiнетичних параметрiв є логiчною, оскiльки є результатом пiдвищення вмiсту реа-
кцiйноздатних NCO-груп в реакцiйнiй сумiшi. Проте надалi, з перевищенням 18% вмiсту
NСО-груп, час гелеутворення знову починає зростати, а швидкiсть реакцiй сповiльнювати-
ся. Така ж сама тенденцiя має мiсце i для залежностей вiдносної дiелектричної проникностi
систем ε/ε0 (де ε0 — значення дiелектричної проникностi отвердненої системи вiдповiдно
для кожної композицiї) вiд вмiсту NCO-груп (див. рис. 4). Цi залежностi є iдентичними для
рiзного часу протiкання процесу полiмеризацiї, наприклад як для моменту гелеутворення
t = tг, так i для подальших стадiй тверднення — t = 100 хв i t = 400 хв.
Такi аномальнi залежностi важко описати одним простим механiзмом, пояснити їх мож-
на складним характером мiжфазної взаємодiї органiчного та мiнерального компонентiв в хо-
дi реакцiї полiмеризацiї. В областi малих значень вмiсту NCO-груп в об’ємi ОНС, коли
в органiчнiй фазi переважає високомолекулярний УО, формується рiдкозшита гiбридна
82 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №9
органо-неорганiчна сiтка УО-МС, в той час як щiльнозшита гiбридна органо-неорганiчна
сiтка IМ-МС утворюється у виглядi кластерiв i переважно локалiзована в граничнiй об-
ластi поблизу поверхнi мiнеральної фази. При збiльшеннi кiлькостi NCO-груп швидкiсть
реакцiї зростає внаслiдок помiтного внеску реакцiй IМ з МС, а кластери утворюють агрега-
ти. Подальше збiльшення NСО-груп (бiльше 18%) призводить до формування домiнуючої
гiбридної органо-неорганiчної сiтки IМ-МС, яка завдяки високiй швидкостi реакцiї низь-
комолекулярного IМ з неорганiчним компонентом та значнiй кiлькостi реакцiйноздатних
NCO-груп, швидко утворює неперервний щiльноупакований шар поблизу поверхнi мiне-
ральної фази, який заважає протiканню подальших реакцiй мiж органiчною та неорганi-
чною фазами i, вiдповiдно, впливає на кiнетичнi параметри, якi вiдображають уповiльнення
швидкостi полiмеризацiї.
Таким чином, показано, що така аномальна немонотонна поведiнка фiзичних параме-
трiв, якi характеризують процес формування структури, пов’язана зi складною, специфiч-
ною будовою органо-неорганiчних систем, яка непритаманна для звичайних полiмерних
матерiалiв.
1. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. – Москва: Энергия, 1973. – 415 с.
2. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. – Москва: Химия,
1982. – 232 с.
3. Lipatov Y. S., Alekseeva T.T. Phase-separated interpenetrating polymer networks. – Berlin: Springer,
2007. – 234 p.
4. Павлов В.И., Збанацкая Н.Л., Веселовский Р.А. Влияние силикатного модуля жидкого стекла на
прочность отвержденных композиций на основе полиизоцианата // Пластич. массы. – 1988. – № 10. –
С. 15–17.
5. Ищенко С.С., Росовицкий В.Ф., Придатко А.Б. и др. Влияние органических модификаторов на фор-
мирование органосиликатных полимерных композиций // Журн. прикл. химии. – 1998. – Вып. 11. –
С. 1929. – 1933.
6. Давиденко В.В., Будзинская В.Л., Сыровец А.П. и др. Реокинетика отверждения полимерных орга-
но-неорганических композиций, содержащих алюмофосфаты // Полiмер. журн. – 2006. – 28, № 1. –
С. 63–68.
7. Kickelbick G., ed. Hybrid Materials. – Darmstadt: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2007. – 498 p.
8. Мамуня Є.П., Мишак В.Д., Лебедєв Є.В. Синтез та електричнi властивостi полiмерних композицiй
на основi уретанових олiгомерiв та неорганiчного гiдроксилвмiсного компоненту // Полiмер. журн. –
2004. – 26, № 1. – С. 40–45.
9. Mamunya Ye. P., Shtompel V. I., Lebedev E.V. et al. Structure and water sorption of polyurethane nano-
composites based on organic and inorganic components // Europ. Pol. J. – 2004. – 40, No 10. – P. 2323–
2331.
10. Сычев М.М. Неорганические клеи. – Ленинград: Химия, 1986. – 153 с.
Надiйшло до редакцiї 21.02.2008Iнститут хiмiї високомолекулярних сполук
НАН України, Київ
Лабораторiя полiмерних матерiалiв i бiоматерiалiв,
Унiверситет Клод Бернар Лiон 1, Лiон, Францiя
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №9 83
|