Модифікація силікату натрію ε-капролактамом
Встановлено, що при модифікації силікату натрію ε-капролактамом відбуваються такі процеси: гідроліз ε-капролактаму з утворенням Na-солі ε-амінокапронової кислоти, виділення полікремнієвої кислоти, на поверхні якої сорбується Na-сіль ε-амінокапронової кислоти і ε-капролактам. Установлено, что при мод...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7318 |
| 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: | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом / С.С. Іщенко, В.Л. Будзінська, В.Д. Денисенко, Є.В. Лебедєв // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 271-275. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859688278945431552 |
|---|---|
| author | Іщенко, С.С. Будзінська, В.Л. Денисенко, В.Д. Лебедєв, Є.В. |
| author_facet | Іщенко, С.С. Будзінська, В.Л. Денисенко, В.Д. Лебедєв, Є.В. |
| citation_txt | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом / С.С. Іщенко, В.Л. Будзінська, В.Д. Денисенко, Є.В. Лебедєв // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 271-275. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | Встановлено, що при модифікації силікату натрію ε-капролактамом відбуваються такі процеси: гідроліз ε-капролактаму з утворенням Na-солі ε-амінокапронової кислоти, виділення полікремнієвої кислоти, на поверхні якої сорбується Na-сіль ε-амінокапронової кислоти і ε-капролактам.
Установлено, что при модификации силиката натрия ε-капролактамом ходят следующие процессі: гидролиз ε-капролактама с образованием Na-соли ε-аминокапроновой кислоты, выделение поликремневой кислоты, на поверхности которой сорбируется Na-соль ε-аминокапроновой кислоты и ε-капролактам.
Is established, that at update of silicate of sodium ε-caprolactam there are following processes: the hydrolysis ε-caprolactam with formation of Na-salt of ε-acidic aminocapronic, separation of polysilicic acid, on a surface by which one is sorbed Na-salt of ε-acidic aminocapronic and ε-caprolactam.
|
| first_indexed | 2025-11-30T23:39:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ïîë³ìåðíèé æóðíàë, 2008. Ò.30 ¹4. Ñ. 271-275
© 2008 Ñ.Ñ. ²ùåíêî, Â.Ë. Áóäç³íñüêà, Â.Ä. Äåíèñåíêî, ª.Â. Ëåáåäºâ 271
ÓÄÊ 678.664:661.683
Ìîäèô³êàö³ÿ ñèë³êàòó íàòð³þ εεεεε-êàïðîëàêòàìîì
Ñ.Ñ. ²ùåíêî, Â.Ë. Áóäç³íñüêà, Â.Ä. Äåíèñåíêî, ª.Â. Ëåáåäºâ
²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè
48, Õàðê³âñüêå øîñå, Êè¿â, 02160, Óêðà¿íà
Âñòàíîâëåíî, ùî ïðè ìîäèô³êàö³¿ ñèë³êàòó íàòð³þ ε-êàïðîëàêòàìîì â³äáóâàþòüñÿ òàê³ ïðîöåñè:
ã³äðîë³ç ε-êàïðîëàêòàìó ç óòâîðåííÿì Na-ñîë³ ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè, âèä³ëåííÿ
ïîë³êðåìí³ºâî¿ êèñëîòè, íà ïîâåðõí³ ÿêî¿ ñîðáóºòüñÿ Na-ñ³ëü ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè ³
ε-êàïðîëàêòàì.
Îñòàíí³ì ÷àñîì âñå á³ëüøå óâàãè ïðèä³ëÿþòü ñòâî-
ðåííþ íîâîãî êëàñó îðãàíî-íåîðãàí³÷íèõ êîìïîçèò³â
(ÎÍÊ) [1, 2]. Íàéïîøèðåí³øèì ñïîñîáîì îòðèìàííÿ
ÎÍÊ º çîëü-ãåëü ìåòîä [3, 4], ÿêèé ÿâëÿºòüñÿ áàãàòî-
ñòàä³éíèì ³ ÷àñòî áóâຠñêëàäíèì. Àâòîðàìè ñòàòò³
ðîçðîáëåíî àëüòåðíàòèâíèé îäíîñòàä³éíèé ìåòîä îò-
ðèìàííÿ ÎÍÊ ç îðãàí³÷íèõ ³ íåîðãàí³÷íèõ îë³ãîìåð³â
çà ðàõóíîê âçàºìî䳿 ôóíêö³îíàëüíèõ ãðóï öèõ ñêëà-
äîâèõ [5, 6]. Âàð³þâàííÿì ê³ëüêîñò³ òà áóäîâè íåîð-
ãàí³÷íî¿ ñêëàäîâî¿ ìîæíà çì³íþâàòè âëàñòèâîñò³
ê³íöåâèõ ïðîäóêò³â ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³. Îäíèì ³ç
â³äîìèõ ïðèéîì³â ðåãóëþâàííÿ âëàñòèâîñòåé ñèë³-
êàò³â ëóæíèõ ìåòàë³â ÿâëÿºòüñÿ ââåäåííÿ äî ¿õ ñêëà-
äó ð³çíèõ äîáàâîê-ìîäèô³êàòîð³â [7, 8]. Çàëåæíî â³ä
ïðèðîäè 䳿 ìîäèô³êàòîðà íà ñèë³êàò ìåòàëó éîãî
â³äíîñÿòü äî òîãî ÷è ³íøîãî òèïó äîáàâîê [8].
Ó ðîáîò³ ìè çóïèíèëèñü íà äîáàâêàõ-ìîäèô³êàòî-
ðàõ, â îñíîâó ÿêèõ ïîêëàäåíà êèñëîòíî-îñíîâíà âçàº-
ìîä³ÿ, ùî ïðèâîäèòü äî çíèæåííÿ ëóæíîñò³ ðîç÷èí³â
ñèë³êàò³â ³ çá³ëüøåííÿ ñèë³êàòíîãî ìîäóëÿ ðîç÷èí³â.
Ïîäàí³ ðåçóëüòàòè ìîäèô³êàö³¿ âîäíîãî ðîç÷èíó
ñèë³êàòó íàòð³þ (ÑÍ) ε-êàïðîëàêòàìîì (ÊË) ç ìåòîþ
îòðèìàííÿ ìîäèô³êîâàíîãî ñèë³êàòó íàòð³þ, íà îñíîâ³
ÿêîãî ìîæëèâå ñòâîðåííÿ íîâèõ ã³áðèäíèõ ÎÍÊ ïðè
âçàºìî䳿 ç ³çîö³àíàòàìè.
Åêñïåðèìåíòàëüíà ÷àñòèíà
1. Ìàòåð³àëè
Îá’ºêòàìè äîñë³äæåííÿ áóëè ñóì³ø³ ñèë³êàòó íà-
òð³þ ç âîäíèì ðîç÷èíîì ε-êàïðîëàêòàìó çà ð³çíèõ
ñï³ââ³äíîøåíü ñêëàäîâèõ.
Ñèë³êàò íàòð³þ ìàâ ñèë³êàòíèé ìîäóëü 2,94±0,50
(mñí – ñèë³êàòíèé ìîäóëü–â³äíîøåííÿ ê³ëüêîñò³ ã/ìîëü
SiO2 äî Na2O), ÿêèé âèçíà÷àâñÿ çã³äíî ç ÃÎÑÒ 13079.
³äñîòîê â³ëüíî¿ âîäè â ÑÍ ñòàíîâèâ 60±3 % ìàñ.
ε-Êàïðîëàêòàì (ÃÎÑÒ 7850) çàñòîñîâóâàâñÿ ó âèã-
ëÿä³ íàñè÷åíîãî âîäíîãî ðîç÷èíó (360 ã ÊË íà 100 ã
âîäè).
2. Åêñïåðèìåíòàëüí³ ìåòîäè
Îñíîâí³ ðåçóëüòàòè ðîáîòè îòðèìàí³ ç âèêîðèñòàí-
íÿì ³íôðà÷åðâîíî¿ ñïåêòðîñêîﳿ (²×-ñïåêòðîñêîﳿ),
òåðìîãðàâ³ìåò𳿠(ÄÒÀ), ðÍ-ìåò𳿠òà â³ñêîçèìåòð³¿.
²×-ñïåêòðè âèõ³äíèõ ³ ê³íöåâèõ ïðîäóêò³â ðåàêö³é
çí³ìàëè íà ñïåêòðîìåòð³ “TENSOR 37” ô³ðìè
BRUKER â îáëàñò³ 400–4000 ñì-1 çà òåìïåðàòóðè
20±1 °Ñ. Çðàçêè ãîòóâàëè ó âèãëÿä³ òàáëåòîê ç KBr.
Òåðìîãðàâ³ìåòðè÷í³ äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëè íà
ïðèëàä³ DERIVATOGRAPH–Q–1500D ñèñòåìè Paulik-
Paulik-Erdei ó ðåæèì³ òåðìîîêèñíþâàëüíî¿ äåñòðóêö³¿.
Çðàçêè íàãð³âàëè ó êîðóíäîâîìó òèãë³ ç³ øâèäê³ñòþ
10 °Ñ/õâ. äî òåìïåðàòóðè 900 °Ñ â àòìîñôåð³ ïîâ³òðÿ ç
â³äâåäåííÿì ëåòêèõ ïðîäóêò³â. Íàâàæêà ñòàíîâèëà
50 ìã.
Âèì³ðþâàííÿ ðÍ ñåðåäîâèùà ïðîâîäèëîñü íà ðÍ-
ìåòð³ – ì³ë³âîëüòìåòð ðÍ-150Ì ç³ ñêëÿíèì åëåêòðîäîì.
Â’ÿçê³ñòü (η) ðîç÷èí³â âèçíà÷àëè íà ðîòàö³éíîìó
â³ñêîçèìåòð³ “Ðåîòåñò-2“ ç ðîáî÷èì âóçëîì öèë³íäð-
öèë³íäð (Ò=20±1 °Ñ) çà øâèäêîñò³ çñóâó 3 ñåê-1.
Ðåçóëüòàòè òà îáãîâîðåííÿ
Ó ðîáîò³ äîñë³äæóâàëèñü âîäí³ ðîç÷èíè ñèë³êàòó
íàòð³þ ç ð³çíèì âì³ñòîì íàñè÷åíîãî âîäíîãî ðîç÷èíó
ÊË. Âì³ñò ÊË ðîçðàõîâàíî â ìîëÿõ ïî â³äíîøåííþ
äî NaOH, ÿêèé çíàõîäèòüñÿ â ÑÍ. Áóëè äîñë³äæåí³
ñóì³ø³ ðîç÷èí³â ÑÍ ³ ÊË çà òàêèõ ñï³ââ³äíîøåíü
NaOH:ÊË (â ìîëÿõ): 1,00:0,25; 1,00:0,50; 1,00:0,75;
1:1; 1,00:1,25; 1,00:1,50; 1:2 ³ 1:3. Ñóì³ø³ âèòðèìóâàëè
ïðîòÿãîì 5 ä³á ç ïåð³îäè÷íèì ïåðåì³øóâàííÿì ³ âèçíà-
÷åííÿì â’ÿçêîñò³ ³ ðÍ ñåðåäîâèùà. Âèÿâëåíî, ùî
ñóì³ø³ (ÑÍ+ÊË) ïðè ñï³ââ³äíîøåííÿõ NaOH:ÊË äî
çíà÷åííÿ 1,0:0,5 â³çóàëüíî îäíîð³äí³. dz çá³ëüøåííÿì
ñï³ââ³äíîøåííÿ NaOH:ÊË âèùå 1,0:0,5 â’ÿçê³ñòü ðîç-
÷èí³â çðîñòàëà â³ä 0,13 äî 1,00 Ïà·ñ çà òåìïåðàòóðè
25 °Ñ. Ñóì³ø³ ç³ ñï³ââ³äíîøåííÿì NaOH:ÊË ó ìåæàõ
(1,0:0,5)–(1:3) óòâîðþâàëè ç ÷àñîì äâ³ ôàçè – ð³äèíó ³
ãåëü. Â’ÿçê³ñòü ãåë³â çíà÷íî ð³çíèëàñÿ â³ä ïîêàçíèê³â
â’ÿçêîñò³ âèõ³äíèõ êîìïîíåíò³â – η ðîç÷èíó ÊË ñòà-
íîâèëà 0,04 Ïà·ñ, à ãåëþ ñóì³ø³ (ÑÍ+ÊË) çà ñï³ââ³äíî-
øåííÿ NaOH:ÊË = 1,00:0,55 – 5 Ïà·ñ.
Âèì³ðþâàííÿ ðÍ ñóì³øåé ÑÍ+ÊË ïîêàçàëî, ùî
ðÍ ñòàíîâèòü 11,56–11,66 (ðÍ ÑÍ 11,7; ðÍ âîäíîãî
ðîç÷èíó ÊË – 8,49). Ñë³ä â³äçíà÷èòè, ùî ñèë³êàòíèé
ìîäóëü ÑÍ ïðè äîäàâàíí³ ðîç÷èí³â ÊË ìàâ òåíäåí-
ö³þ äî ï³äâèùåííÿ: mÑÍ = 2,94, çà ñï³ââ³äíîøåíü
Ñèíòåç òà ìîäèô³êàö³ÿ
Ñ.Ñ. ²ùåíêî, Â.Ë. Áóäç³íñüêà, Â.Ä. Äåíèñåíêî, ª.Â. Ëåáåäºâ
272
NaOH:ÊË = 1,0:0,5; 1,0:1,0; 1,0:1,5; 1:3 ñèë³êàòí³ ìî-
äóë³ – 2,99; 3,11; 3,13 ³ 3,15 â³äïîâ³äíî. Îòæå, ïðè
äîäàâàíí³ ÊË äî ÑÍ ìàºìî íåçíà÷íå çíèæåííÿ ðÍ ñå-
ðåäîâèùà ³ ï³äâèùåííÿ ñèë³êàòíîãî ìîäóëÿ.
ʳíöåâ³ ïðîäóêòè ñóì³øåé ÊË ç ÑÍ áóëè äîñë³ä-
æåíí³ ìåòîäàìè ²×-ñïåêòðîñêîﳿ òà òåðìîãðàâ³ìåòð³¿.
Íà ðèñ. 1 íàâåäåí³ ²×-ñïåêòðè âèõ³äíèõ ñïîëóê – ÊË
(ñïåêòð 1) ³ ÑÍ (ñïåêòð 2). Íà ²×-ñïåêòð³ ÊË ÷³òêî
ïðîïèñóþòüñÿ ñìóãè, ÿê³, çã³äíî ç ë³òåðàòóðíèìè äàíè-
ìè, ìîæíà òðàêòóâàòè òàêèì ÷èíîì: 3296, 3209 ñì-1 –
âàëåíòí³ êîëèâàííÿ NH-ãðóï, 3080 ñì-1 – êîëèâàííÿ
ÑÍ2-ãðóï ó öèêë³, 2928, 2855 ñì-1 â³äïîâ³äàþòü âàëåí-
òíèì êîëèâàííÿì ÑÍ2-ãðóï, 1664ñì-1 – âàëåíòí³ êî-
ëèâàííÿ Ñ=Î ãðóï, à ñìóãè 1486, 1439 ³ 1417 ñì-1
â³äïîâ³äàþòü äåôîðìàö³éíèì êîëèâàííÿì ÑÍ2-ãðóï,
ñìóãè â îáëàñò³ 1365–1238 ñì-1 õàðàêòåðèçóþòü âà-
ëåíòí³ êîëèâàííÿ C–N-ãðóï [9, 10]. Äëÿ ÑÍ (ñïåêòð 2,
ðèñ. 1) íàéá³ëüø õàðàêòåðí³ ñìóãè ïîãëèíàííÿ: îá-
ëàñòü 3500–2500 ñì-1 â³äïîâ³äຠêîëèâàííÿì â³ëüíèõ
³ çâ’ÿçàíèõ ÎÍ-ãðóï, ³íòåíñèâíà øèðîêà ñìóãà ç ï³êîì
1030 ñì-1 â³äïîâ³äຠâàëåíòíèì êîëèâàííÿì ñèë³êàò-
àí³îí³â ð³çíî¿ ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè, ñìóãà 460 ñì-1 â³äïî-
â³äຠïîãëèíàííþ Si–O- çâ’ÿçê³â ó ïîë³ìåðíîìó êðåì-
í³éêèñíåâîìó ëàíöþç³ [6, 7, 9].
Ïðè äîäàâàíí³ äî ÑÍ âîäíèõ ðîç÷èí³â ÊË â³äáó-
âàºòüñÿ, â ïåðøó ÷åðãó, ã³äðîë³ç ÊË ³ç ðîçêðèòòÿì
öèêëó ÊË [11] òà óòâîðåííÿì ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñ-
ëîòè, ÿêà ç êàò³îíàìè Na+ â³äðàçó æ óòâîðþº ñ³ëü. Ó
ðåçóëüòàò³ ö³º¿ ðåàêö³¿ â ñèñòåì³ ñèë³êàòó íàòð³þ ïî-
ðóøóºòüñÿ ð³âíîâàãà, ùî ïðèçâîäèòü äî ïîë³êîíäåí-
ñàö³¿ ÑÍ. Ö³ ïðîöåñè ï³äòâåðäæåí³ ìåòîäîì ²×-ñïåê-
òðîñêîﳿ. Íà ñïåêòð³ 3 ðèñ. 1 â³äñóòíÿ ñìóãà ïîãëè-
íàííÿ 3080 ñì-1, ÿêà â³äïîâ³äຠêîëèâàííÿì ÑÍ2-ãðóï
ó öèêë³, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ã³äðîë³ç ÊË.  îáëàñò³ 3500–
3200 ñì-1 ó ïîð³âíÿíí³ ç³ ñïåêòðîì 1, ìàºìî ïîãëè-
íàííÿ â îáëàñò³ 3500 ñì-1, ùî õàðàêòåðèçóº âàëåíòí³
êîëèâàííÿ ÎÍ-ãðóï ð³çíîãî ñòóïåíÿ çâ’ÿçàíîñò³, ï³ê
3455 ñì-1 â³äïîâ³äຠâàëåíòíèì êîëèâàííÿì NH2-ãðóï.
Ïðî óòâîðåííÿ ñîë³ àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè ñâ³ä÷àòü
ñìóãè ïîãëèíàííÿ 1632, 1590, 1532, 1453 ³ 1414 ñì-1
(ñïåêòð 3). Ñìóãè 1632 ³ 1532 ñì-1 â³äïîâ³äàþòü àñè-
ìåòðè÷íèì âàëåíòíèì êîëèâàííÿì éîí³çîâàíîãî êàð-
áîêñèëó (ÑÎÎ-), à 1453 ³ 1414 ñì-1 – õàðàêòåðèçóþòü
ñèìåòðè÷í³ âàëåíòí³ êîëèâàííÿ RCOO- òà äåôîð-
ìàö³éí³ êîëèâàííÿ ÑÍ2-ãðóï [10].
Ïðî ïîë³êîíäåíñàö³þ ñèë³êàòó íàòð³þ ñâ³ä÷àòü
ñìóãè 1043 ñì-1 òà 460, 436 ñì-1 (ö³ ñìóãè íå íàâåäåí³),
ÿê³ â³äïîâ³äàþòü ïîãëèíàííþ çâ’ÿçê³â Si–O–Si [7, 9, 10],
à ñìóãà 436 ñì-1 â³äïîâ³äຠïîãëèíàííþ ãðóï (Si–O–) â
ïîë³ìåðíîìó ëàíöþç³ [7, 10]. Ö³ ñìóãè ñï³âïàäàþòü
ç³ ñìóãàìè ñïåêòðà 2 (ÑÍ).
ßê áóëî âêàçàíî âèùå, ïðè çá³ëüøåíí³ êîíöåíò-
ðàö³¿ ÊË ïî â³äíîøåííþ äî ÑÍ âèÿâëåíî, ùî ñóì³ø³
çà ñï³ââ³äíîøåíü NaOH:ÊË, ð³âíèõ 1,00:0,55;
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
460
2
1
3
1030
1664
1486
1439
1365
1632
1590
1453
1414
à
1043
2400 2800 3200 3600 4000
3296
3209
1
2
3
3080
2928
2855
3500
35003455
á
Ï
îã
ëè
íà
íí
ÿ
Ï
îã
ëè
íà
íí
ÿ
ν, ñì-1 ν, ñì-1
Ðèñ. 1. ²×-ñïåêòðè âèõ³äíèõ ñïîëóê òà ñóì³ø³ ÑÍ+ÊË: ÊË (1); ÑÍ (2) ³ ñóì³ø³ ïðè ñï³ââ³äíîøåíí³ NaOH:ÊË
= 1:0,5 (3)
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
1574
1443
16491045-1087 2927
2854
3080
1
2ïî
ãë
èí
àí
íÿ
ν, ñì-1
Ðèñ. 2. ²×-ñïåêòðè ñóì³ø³ ÑÍ+ÊË çà
ñï³ââ³äíîøåííÿ NaOH:ÊË = 1:1 – ãåëü (1); ð³äèíà íàä
ãåëåì (2)
Ìîäèô³êàö³ÿ ñèë³êàòó íàòð³þ ε-êàïðîëàêòàìîì
273
1,00:0,75; 1:1; 1:2 ³ 1:3 ìîëÿ ç ÷àñîì ðîçä³ëÿþòüñÿ íà
äâà ïðîøàðêè – ãåëü ³ ð³äèíó. Âàæëèâî áóëî âèÿñíè-
òè ïðèðîäó öèõ ïðîøàðê³â. ϳñëÿ ðîçä³ëåííÿ ³ âèñóøó-
âàííÿ ð³äèíè òà ãåëþ áóëè çíÿò³ ¿õ ²×-ñïåêòðè, (ðèñ. 2,
ñïåêòðè 1 ³ 2).
Ïîð³âíþþ÷è ö³ ñïåêòðè, íåâàæêî ïåðåêîíàòèñÿ,
ùî âîíè ³ñòîòíî ð³çíÿòüñÿ ì³æ ñîáîþ. Àíàë³çóþ÷è
ñìóãè ïîãëèíàííÿ, ìîæíà ñêàçàòè, ùî ð³äèíà (ñïåêòð 2,
ðèñ. 2) ì³ñòèòü Na-ñ³ëü ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè:
ñìóãè 1574 òà 1443 ñì-1 â³äïîâ³äàþòü ñèìåòðè÷íèì êî-
ëèâàííÿì ÑÎÎ--ãðóï [10], ³íø³ ñìóãè ïîãëèíàííÿ íå-
çíà÷íî¿ ³íòåíñèâíîñò³. Ñïåêòð âèñóøåíîãî ãåëþ
(ñïåêòð 1, ðèñ. 2) ìຠ³íòåíñèâíó ñìóãó ïðè 1087–
1045 ñì-1, ÿêó ìîæíà â³äíåñòè äî ïîãëèíàííÿ ãðóï
Si–O–Si êîíäåíñîâàíîãî ÑÍ [7, 9]. Ñïåêòð 1 ðèñ. 2
ìຠòàêîæ ñìóãó 1649 ñì-1 ³ ïëå÷å ïðè 3080 ñì-1 òà
ñìóãè 2927 ³ 2854 ñì-1, ÿê³ õàðàêòåðí³ äëÿ ÊË (ñïåêòð 1,
ðèñ. 1). Äëÿ òîãî ùîá îäíîçíà÷íî çðîáèòè â³äíåñåííÿ
öèõ ñìóã, íàìè áóëî ïðîìèòî ãåëü äèñòèëüîâàíîþ
âîäîþ ³ âèñóøåíî çàëèøîê ãåëþ òà ïðîìèâíó âîäó,
çíÿò³ ¿õí³ ²×-ñïåêòðè. Íà ðèñ. 3 ïîäàí³ ñïåêòðè ïðî-
ìèòîãî ãåëþ (ñïåêòð 1) ³ ñïåêòð ïðîìèâíèõ âîä
(ñïåêòð 2). Ñïåêòð 2 àíàëîã³÷íèé ñïåêòðó 1 ðèñ. 1 –
ÊË, à ñïåêòð 1 àíàëîã³÷íèé ñïåêòðó 1 ðèñ. 2, òîáòî
ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê, ùî ãåë³ ñóì³øåé ÑÍ+ÊË çà
ñï³ââ³äíîøåíü NaOH:ÊË â³ä 1,00:0,55 äî 1:3 ìîëåé
ïðåäñòàâëÿþòü ñîáîþ êîíäåíñîâàíó ç ÑÍ ïîë³-êðåì-
í³ºâó êèñëîòó, íà ïîâåðõí³ ÿêî¿ ñîðáîâàíèé ÊË [12] –
ñìóãè 1649 ñì-1 – âàëåíòí³ êîëèâàííÿ Ñ=Î; 2928,
2856 ñì-1 – âàëåíòí³ êîëèâàííÿ ÑÍ2 ãðóï; ïëå÷å ïðè
3080 ñì-1 – êîëèâàííÿ ÑÍ2 ãðóï ó öèêë³.
Âñå âèùå âèêëàäåíå äຠçìîãó çðîáèòè âèñíîâîê,
ùî çà ïåâíèõ ñï³ââ³äíîøåíü NaOH:ÊË â³äáóâàþòüñÿ
ðåàêö³¿ ã³äðîë³çó ÊË ç óòâîðåííÿì Na-ñîë³ ε-àì³íî-
êàïðîíîâî¿ êèñëîòè òà êðåìí³ºâî¿ êèñëîòè (ñõåìà
ðåàêö³¿):
NH
O=C
Si ONa
O C
ONa
(CH2)5 NH2
+ HOH+
+ Si OH
Ïðè ã³äðîë³ç³ ÊË óòâîðþºòüñÿ ïåðø çà âñå ε-àì³-
íîêàïðîíîâà êèñëîòà, à âîíà ÿê á³ëüø ñèëüíà (â ïî-
ð³âíÿíí³ ç êðåìí³ºâîþ) ³ç ñîë³ ñëàáêî¿ êðåìí³ºâî¿ êèñ-
ëîòè ³ ñèëüíîãî ëóãó (NaOH) âèò³ñíÿº êðåìí³ºâó êèñ-
ëîòó. Ðîç÷èí ñèë³êàòó íàòð³þ âòðà÷ຠêàò³îíè Na+, ÿê³
éäóòü íà óòâîðåííÿ Na-ñîë³ ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñ-
ëîòè. dz çá³ëüøåííÿì êîíöåíòðàö³¿ ÊË çðîñòàº
ê³ëüê³ñòü ãåëþ, ÿêèé âèïàäàº. Äàë³ ãåëü (òîáòî êðåìí³-
ºâà êèñëîòà) êîíäåíñóºòüñÿ ïî ã³äðîêñèëüíèõ ãðóïàõ
500 1000 1500 2500 3000 3500 4000
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8 1649
2856
2928
3080
1
3080
1656
1009
2
ïî
ãë
èí
àí
íÿ
ν, ñì-1
Ðèñ. 3. ²×-ñïåêòðè ñóì³ø³ ÑÍ+ÊË çà
ñï³ââ³äíîøåííÿ NaOH:ÊË=1:1 – ãåëü ïðîìèòèé íà
ô³ëüòð³ âîäîþ (1); ïðîìèâíà ð³äèíà ï³ñëÿ ïðîìèâêè
ãåëþ (2)
0 100 200 300 400 500 600 700
20
30
40
50
DTA
DTG
TG
à
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-20
-10
0
10
20
30
40
50
DTA
DTG
TG
á
TG
, m
g
TG
, m
g
Ò, °Ñ Ò, °Ñ
Ðèñ. 4. Òåðìîãðàìè âèõ³äíèõ êîìïîíåíò³â: ÑÍ (à); ÊË (á)
(1)
274
Ñ.Ñ. ²ùåíêî, Â.Ë. Áóäç³íñüêà, Â.Ä. Äåíèñåíêî, ª.Â. Ëåáåäºâ
äî ïîë³êðåìí³ºâî¿ êèñëîòè çàãàëüíî¿ ôîðìóëè:
HO Si O Si O
n
H
Ñë³ä â³äçíà÷èòè, ùî êðåìí³ºâà êèñëîòà ìîæå êîí-
äåíñóâàòèñÿ íàâ³òü äî òðèâèì³ðíèõ ïîë³ìåð³â [7]. Íà
ïîâåðõí³ ïîë³êðåìí³ºâî¿ êèñëîòè, éìîâ³ðíî, ñîðáó-
þòüñÿ ìîëåêóëè Na-ñîë³ àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè òà
ÊË, êîëè ó ñèñòåì³ íàäëèøîê îñòàííüîãî.
Ðåçóëüòàòè ²×-ñïåêòðîñêîﳿ ï³äòâåðäæóþòüñÿ ³
òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íèìè äîñë³äæåííÿìè. Êðèâ³ ÒÃ,
ÄÒÃ, ÄÒÀ äëÿ âèõ³äíèõ ñïîëóê (ÊË ³ ÑÍ) ïîäàí³ íà
ðèñ. 4à ³ á. Àíàë³ç ðèñ. 4à ïîêàçàâ, ùî ñèë³êàò íàòð³þ
âòðà÷ຠð³çí³ ôîðìè âîäè (â³ëüíó ³ çâ’ÿçàíó)äî òåìïå-
ðàòóðè 135 °Ñ) [7], ïðè öüîìó âòðàòà âàãè ñêëàäàº
20 %. Çðàçîê ÊË (ðèñ. 4á) ìຠîäíó òåìïåðàòóðó ðîç-
êëàäó – 225 °Ñ ³ ïðè öüîìó âòðàòà âàãè ñòàíîâèòü ïðàê-
òè÷íî 100 % (êðèâà ÒÃ). Çðàçîê, ó ÿêîìó ñï³ââ³äíî-
øåííÿ NaOH:ÊË ñòàíîâèâ 1:1, ìຠäâ³ òåìïåðàòóðí³
ñòà䳿 ðîçêëàäó (ðèñ. 5à): ïåðøèé ì³í³ìóì íà êðèâ³é
ÄÒÃ ³ ÄÒÀ (ðèñ. 5á) çà òåìïåðàòóðè 85 °Ñ õàðàêòåðè-
çóº âòðàòó â³ëüíî¿ âîäè, à äðóãèé – çà òåìïåðàòóðè
0 100 200 300 400 500 600
DTG
395
315
22012030
85
à
0 100 200 300 400 500
30
35
40
45
50
DTA
TG
DTG
á
Ò, °Ñ Ò, °Ñ
TG
, m
g
Ðèñ. 5. Òåðìîîêèñíþâàëüíà äåñòðóêö³ÿ ñóì³ø³ (ÑÍ+ÊË) çà ñï³ââ³äíîøåííÿ NaOH:ÊË = 1:1: êðèâ³ ÄÒà (à);
òåðìîãðàìè (á)
315–330 °Ñ õàðàêòåðèçóº òåðìîîêèñíþâàëüíó äåñò-
ðóêö³þ àì³ííèõ ãðóï ÊË ³ ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëî-
òè, ÿê³ ñîðáîâàí³ íà ëàíöþç³ ïîë³êðåìí³ºâî¿ êèñëîòè,
ïðè öüîìó âòðàòà âàãè ñòàíîâèòü 30 % (ðèñ. 5á)
[7, 13].
Îòæå, ïðè ìîäèô³êàö³¿ ñèë³êàòó íàòð³þ ÊË çà
ð³çíî¿ ê³ëüêîñò³ îðãàí³÷íîãî êîìïîíåíòó óòâîðþºòü-
ñÿ Na-ñ³ëü ε-àì³íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè, ùî ïðèâîäèòü
äî ïîë³êîíäåíñàö³¿ ÑÍ ç óòâîðåííÿì ïîë³êðåìí³ºâî¿
êèñëîòè, íà ïîâåðõí³ ÿêî¿ ñîðáóºòüñÿ Na-ñ³ëü ε-àì³-
íîêàïðîíîâî¿ êèñëîòè ³ íàäëèøîê ÊË. Îòæå, â ðåçóëü-
òàò³ òàêî¿ ìîäèô³êàö³¿ â ðåàêö³éí³é ñèñòåì³ ç’ÿâëÿþòü-
ñÿ äîäàòêîâ³ ðåàêö³éíîçäàòí³ ãðóïè ùîäî ³çîö³àíàò³â,
à ñàìå – NH2-ãðóïè. Îäíî÷àñíî óòâîðþºòüñÿ á³ëüøå
îë³ãîìåðíèõ êðåìí³éêèñíåâèõ àí³îí³â, ùî ñïðèÿº
øâèäêîìó åìóëüãóâàííþ ñèñòåìè íà îñíîâ³ ÑÍ, ÊË ³
ìàêðîä³³çîö³àíàòó [6].
Âñ³ âêàçàí³ ïðîöåñè, ÿê³ â³äáóâàþòüñÿ ïðè ìîäèô³-
êàö³¿ ñèë³êàòó íàòð³þ ÊË, âïëèâàþòü íà âëàñòèâîñò³
ÎÍÊ, îòðèìàíèõ íà îñíîâ³ ìàêðîä³³çîö³àíàòó òà ìî-
äèô³êîâàíîãî ñèë³êàòó íàòð³þ, ùî áóäå ïðåäìåòîì ïî-
äàëüøèõ äîñë³äæåíü.
˳òåðàòóðà
1. Sanchez C., Boissiere C., Grosso D., Rozes L. // Abstr.
World Polym. Congr. MACRO, 2004. – P.46.
2. Sugimoto H., Nakanishi E., Yamauchi K., Daimatsu
K., Yasumura T., Inomata K. // Polymer Bulletin. – 2004.
– 52. – P. 209–218.
3. De Souza E.F., Bezera C.C., Galambeck F. // Polymer.
– 1997. – 38, N 26. – P. 6285–6293.
4. Bronstein L.M., Karlinsey R.L., Ritter K., Joo C.G.,
Stein B., Zwanziger J.W. // J. Mater. Chem. – 2000. – 14.
– P.1812–1820.
5. Ëåáåäåâ Å.Â., Èùåíêî Ñ.Ñ., Ïðèäàòêî À.Á. //
Êîìïîçèö. ïîë³ìåð. ìàòåð³àëè. – 1999. – 21, ¹ 1. –
Ñ. 3–12.
6. Èùåíêî Ñ.Ñ., Ïðèäàòêî À.Á., Íîâèêîâà Ò.È.,
Ëåáåäåâ Å.Â. // Âûñîêîìîëåêóëÿð. ñîåäèíåíèÿ. – 1996.
– 38, ¹ 5. – Ñ. 786–791.
7. Àéëåð Ð. Õèìèÿ êðåìíåçåìà. – Ì.: Ìèð, 1982. –
1127 ñ.
8. Êîðíååâ Â.È., Äàíèëîâ Â.Â. Æèäêîå è ðàñòâîðèìîå
ñòåêëî. – Ñàíêò-Ïåòåðáóðã: Ñòðîéèçäàò, 1996. – 216 ñ.
9. Íàêàíèñè Ê. Èíôðàêðàñíûå ñïåêòðû è ñòðîåíèå
îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. – Ì.: Ìèð, 1965. – 216 ñ.
10. Áåëëàìè Ë. Èíôðàêðàñíûå ñïåêòðû ñëîæíûõ
ìîëåêóë. – Ì.:Èçä-âî èíîñòð. ë-ðû, 1963. –590 ñ.
(2)
275
Ìîäèô³êàö³ÿ ñèë³êàòó íàòð³þ ε-êàïðîëàêòàìîì
11. Êîðøàê Â.Â., Ôðóíçå Ò.Ì. Ñèíòåòè÷åñêèå
ãåòåðîöåïíûå ïîëèàìèäû. – Ì.: Èçäàòåëüñòâî
àêàäåìèè íàóê ÑÑÑÐ, 1962. – 523 ñ.
12. ×óéêî À.À., Ãîðëîâ Þ.È., Ëîáàíîâ Â.Â. Ñòðîåíèå
è õèìèÿ ïîâåðõíîñòè êðåìíåç¸ìà. – Êèåâ: Íàóêîâà
äóìêà, 2007. – 347ñ.
13. Ñìåòàíêèíà Í.Ï., Îïðÿ Â.ß., Îìåëü÷åíêî Ñ.È. //
Ñèíòåç è ôèçèêî-õèìèÿ ïîëèìåðîâ. – 1976. – Âûï.19.
– Ñ. 76–79.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 10 ÷åðâíÿ 2008 ð.
Ìîäèôèêàöèÿ ñèëèêàòà íàòðèÿ εεεεε-êàïðîëàêòàìîì
Ñ.Ñ. Èùåíêî, Â.Ë. Áóäçèíñêàÿ, Â.Ä. Äåíèñåíêî, Å.Â. Ëåáåäåâ
Èíñòèòóò õèìèè âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ÍÀÍ Óêðàèíû
48, Õàðüêîâñêîå øîññå, Êèåâ, 02160, Óêðàèíà
Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè ìîäèôèêàöèè ñèëèêàòà íàòðèÿ ε-êàïðîëàêòàìîì ïðîèñõîäÿò ñëåäóþùèå
ïðîöåññû: ãèäðîëèç ε-êàïðîëàêòàìà ñ îáðàçîâàíèåì Na-ñîëè ε-àìèíîêàïðîíîâîé êèñëîòû,
âûäåëåíèå ïîëèêðåìíåâîé êèñëîòû, íà ïîâåðõíîñòè êîòîðîé ñîðáèðóåòñÿ Na-ñîëü
ε-àìèíîêàïðîíîâîé êèñëîòû è ε-êàïðîëàêòàì.
Modification of silicate of sodium εεεεε-caprolactam
S.S. Ishchenko, V.L. Budzinska, V.D. Denisenko, E.V. Lebedev
Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine
48, Kharkivske shausse, Kyiv, 02160, Ukraine
Is established, that at update of silicate of sodium ε-caprolactam there are following processes: the
hydrolysis ε-caprolactam with formation of Na-salt of ε-acidic aminocapronic, separation of polysilicic
acid, on a surface by which one is sorbed Na-salt of ε-acidic aminocapronic and ε-caprolactam.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7318 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3275 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T23:39:19Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Іщенко, С.С. Будзінська, В.Л. Денисенко, В.Д. Лебедєв, Є.В. 2010-03-26T17:00:18Z 2010-03-26T17:00:18Z 2008 Модифікація силікату натрію ε-капролактамом / С.С. Іщенко, В.Л. Будзінська, В.Д. Денисенко, Є.В. Лебедєв // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 271-275. — Бібліогр.: 13 назв. — укp. 0203-3275 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7318 678.664:661.683 Встановлено, що при модифікації силікату натрію ε-капролактамом відбуваються такі процеси: гідроліз ε-капролактаму з утворенням Na-солі ε-амінокапронової кислоти, виділення полікремнієвої кислоти, на поверхні якої сорбується Na-сіль ε-амінокапронової кислоти і ε-капролактам. Установлено, что при модификации силиката натрия ε-капролактамом ходят следующие процессі: гидролиз ε-капролактама с образованием Na-соли ε-аминокапроновой кислоты, выделение поликремневой кислоты, на поверхности которой сорбируется Na-соль ε-аминокапроновой кислоты и ε-капролактам. Is established, that at update of silicate of sodium ε-caprolactam there are following processes: the hydrolysis ε-caprolactam with formation of Na-salt of ε-acidic aminocapronic, separation of polysilicic acid, on a surface by which one is sorbed Na-salt of ε-acidic aminocapronic and ε-caprolactam. uk Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України Синтез та модифікація Модифікація силікату натрію ε-капролактамом Модификация силиката натрия ε-капролактамом Modification of silicate of sodium ε-caprolactam Article published earlier |
| spellingShingle | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом Іщенко, С.С. Будзінська, В.Л. Денисенко, В.Д. Лебедєв, Є.В. Синтез та модифікація |
| title | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| title_alt | Модификация силиката натрия ε-капролактамом Modification of silicate of sodium ε-caprolactam |
| title_full | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| title_fullStr | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| title_full_unstemmed | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| title_short | Модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| title_sort | модифікація силікату натрію ε-капролактамом |
| topic | Синтез та модифікація |
| topic_facet | Синтез та модифікація |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7318 |
| work_keys_str_mv | AT íŝenkoss modifíkacíâsilíkatunatríûεkaprolaktamom AT budzínsʹkavl modifíkacíâsilíkatunatríûεkaprolaktamom AT denisenkovd modifíkacíâsilíkatunatríûεkaprolaktamom AT lebedêvêv modifíkacíâsilíkatunatríûεkaprolaktamom AT íŝenkoss modifikaciâsilikatanatriâεkaprolaktamom AT budzínsʹkavl modifikaciâsilikatanatriâεkaprolaktamom AT denisenkovd modifikaciâsilikatanatriâεkaprolaktamom AT lebedêvêv modifikaciâsilikatanatriâεkaprolaktamom AT íŝenkoss modificationofsilicateofsodiumεcaprolactam AT budzínsʹkavl modificationofsilicateofsodiumεcaprolactam AT denisenkovd modificationofsilicateofsodiumεcaprolactam AT lebedêvêv modificationofsilicateofsodiumεcaprolactam |