Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя

Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя

Досліджено вплив постійного магнітного поля (B = 0,1 Тл) на структурну організацію, термомеханічні та електричні властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, одержаних на основі поліелектролітних комплексів з еквімольним співвідношенням протилежно заряджених поліелектролітів (пектину...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Дата:2013
Автор: Демченко, В.Л.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2013
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75914
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Структура та властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя / В.Л. Демченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2013. — Т. 11, № 3. — С. 595-604. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75914
record_format dspace
spelling Демченко, В.Л.
2015-02-06T08:55:14Z
2015-02-06T08:55:14Z
2013
Структура та властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя / В.Л. Демченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2013. — Т. 11, № 3. — С. 595-604. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
1816-5230
PACSnumbers:61.05.cf,72.80.Tm,73.40.-c,81.70.Pg,82.35.-x,82.45.Gj,83.60.Np
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75914
Досліджено вплив постійного магнітного поля (B = 0,1 Тл) на структурну організацію, термомеханічні та електричні властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, одержаних на основі поліелектролітних комплексів з еквімольним співвідношенням протилежно заряджених поліелектролітів (пектину і поліетиленіміну) та йонів перехідних металів Cu²⁺ , Ni²⁺ або Co²⁺ . Встановлено, що в міжмолекулярному просторі всіх полімер– металічних систем існують металополімерні комплекси; при цьому під дією постійного магнітного поля відбувається збільшення Бреґґової віддалі між шарами макромолекул, координованих йонами Cu²⁺ і Ni²⁺ та її зменшення у випадку катіонів Co²⁺ . Показано, що для вихідного поліелектролітного комплексу та полімер–металічних систем з Cu²⁺ й Ni²⁺ , підданих дії постійного магнітного поля, має місце зниження температури структурного склування, тоді як у випадку з Co²⁺ відбувається її підвищення. Всі полімер–металічні системи, піддані дії постійного магнітного поля, характеризуються підвищенням електропровідності на 1–1,5 порядки.
The effect of a constant magnetic field (B = 0.1 T) on the structural organization, thermomechanical and electrical properties of triple polyelectrolyte– metal complex obtained from polyelectrolyte complexes with equimolar ratio of oppositely charged polyelectrolyte (pectin and polyethyleneimine) and transition metal ions, Cu²⁺ , Ni²⁺ , or Co²⁺ , is studied. As revealed, the intermolecular space of all polymer–metal systems is filled with metal–polymer complexes. Under the effect of a constant magnetic field, the Bragg distance between the layers of macromolecules coordinated by Cu²⁺ and Ni²⁺ ions is increased, and in the case of Co²⁺ cations, it is decreased. As shown, in the initial polyelectrolyte complex and polymer–metal systems with Cu²⁺ and Ni²⁺ subjected to a constant magnetic field, the structural glass-transition temperature decreases, whereas in the case of Co²⁺ , it increases. All polymer–metal systems subjected to a constant magnetic field are characterized by conductivity increased by 1–1.5 order of magnitude.
Исследовано влияние постоянного магнитного поля (B = 0,1 Тл) на структурную организацию, термомеханические и электрические свойства тройных полиэлектролит–металлических комплексов, полученных на основе полиэлектролитных комплексов с эквимольным соотношением противоположно заряженных полиэлектролитов (пектина и полиэтиленимина) и ионов переходных металлов Cu²⁺ , Ni²⁺ или Co²⁺ . Óстановлено, что в межмолекулярном пространстве всех полимер–металлических систем существуют металлополимерные комплексы; при этом под действием постоянного магнитного поля происходит увеличение брэгговского расстояния между слоями макромолекул, координированных ионами Cu²⁺ и Ni²⁺ и его уменьшение в случае катионов Co²⁺ . Показано, что для исходного полиэлектролитного комплекса и полимер–металлических систем с Cu²⁺ и Ni²⁺ , подверженных действию постоянного магнитного поля, имеет место снижение температуры структурного стеклования, тогда как в случае с Co²⁺ происходит её повышение. Все полимер–металлические системы, подверженные действию постоянного магнитного поля, характеризуются повышением электропроводности на 1–1,5 порядка.
uk
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
spellingShingle Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
Демченко, В.Л.
title_short Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
title_full Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
title_fullStr Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
title_full_unstemmed Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
title_sort структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя
author Демченко, В.Л.
author_facet Демченко, В.Л.
publishDate 2013
language Ukrainian
container_title Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
format Article
description Досліджено вплив постійного магнітного поля (B = 0,1 Тл) на структурну організацію, термомеханічні та електричні властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, одержаних на основі поліелектролітних комплексів з еквімольним співвідношенням протилежно заряджених поліелектролітів (пектину і поліетиленіміну) та йонів перехідних металів Cu²⁺ , Ni²⁺ або Co²⁺ . Встановлено, що в міжмолекулярному просторі всіх полімер– металічних систем існують металополімерні комплекси; при цьому під дією постійного магнітного поля відбувається збільшення Бреґґової віддалі між шарами макромолекул, координованих йонами Cu²⁺ і Ni²⁺ та її зменшення у випадку катіонів Co²⁺ . Показано, що для вихідного поліелектролітного комплексу та полімер–металічних систем з Cu²⁺ й Ni²⁺ , підданих дії постійного магнітного поля, має місце зниження температури структурного склування, тоді як у випадку з Co²⁺ відбувається її підвищення. Всі полімер–металічні системи, піддані дії постійного магнітного поля, характеризуються підвищенням електропровідності на 1–1,5 порядки. The effect of a constant magnetic field (B = 0.1 T) on the structural organization, thermomechanical and electrical properties of triple polyelectrolyte– metal complex obtained from polyelectrolyte complexes with equimolar ratio of oppositely charged polyelectrolyte (pectin and polyethyleneimine) and transition metal ions, Cu²⁺ , Ni²⁺ , or Co²⁺ , is studied. As revealed, the intermolecular space of all polymer–metal systems is filled with metal–polymer complexes. Under the effect of a constant magnetic field, the Bragg distance between the layers of macromolecules coordinated by Cu²⁺ and Ni²⁺ ions is increased, and in the case of Co²⁺ cations, it is decreased. As shown, in the initial polyelectrolyte complex and polymer–metal systems with Cu²⁺ and Ni²⁺ subjected to a constant magnetic field, the structural glass-transition temperature decreases, whereas in the case of Co²⁺ , it increases. All polymer–metal systems subjected to a constant magnetic field are characterized by conductivity increased by 1–1.5 order of magnitude. Исследовано влияние постоянного магнитного поля (B = 0,1 Тл) на структурную организацию, термомеханические и электрические свойства тройных полиэлектролит–металлических комплексов, полученных на основе полиэлектролитных комплексов с эквимольным соотношением противоположно заряженных полиэлектролитов (пектина и полиэтиленимина) и ионов переходных металлов Cu²⁺ , Ni²⁺ или Co²⁺ . Óстановлено, что в межмолекулярном пространстве всех полимер–металлических систем существуют металлополимерные комплексы; при этом под действием постоянного магнитного поля происходит увеличение брэгговского расстояния между слоями макромолекул, координированных ионами Cu²⁺ и Ni²⁺ и его уменьшение в случае катионов Co²⁺ . Показано, что для исходного полиэлектролитного комплекса и полимер–металлических систем с Cu²⁺ и Ni²⁺ , подверженных действию постоянного магнитного поля, имеет место снижение температуры структурного стеклования, тогда как в случае с Co²⁺ происходит её повышение. Все полимер–металлические системы, подверженные действию постоянного магнитного поля, характеризуются повышением электропроводности на 1–1,5 порядка.
issn 1816-5230
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75914
citation_txt Структура та властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів, підданих дії постійного магнітногополя / В.Л. Демченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2013. — Т. 11, № 3. — С. 595-604. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT demčenkovl strukturatavlastivostípotríinihpolíelektrolítmetalíčnihkompleksívpíddanihdíípostíinogomagnítnogopolâ
first_indexed 2025-11-27T05:31:46Z
last_indexed 2025-11-27T05:31:46Z
_version_ 1850802093811564544
fulltext 595 PACS numbers: 61.05.cf, 72.80.Tm, 73.40.-c, 81.70.Pg, 82.35.-x, 82.45.Gj, 83.60.Np Структура та властивості потрійних поліелектроліт– металічних комплексів, підданих дії постійного магнітного поля В. Л. Демченко Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Харківське шосе, 48, 02160 Київ, Україна Досліджено вплив постійного магнітного поля (B0,1 Тл) на структурну організацію, термомеханічні та електричні властивості потрійних поліеле- ктроліт–металічних комплексів, одержаних на основі поліелектролітних комплексів з еквімольним співвідношенням протилежно заряджених полі- електролітів (пектину і поліетиленіміну) та йонів перехідних металів Cu2+, Ni2+ або Co2+. Встановлено, що в міжмолекулярному просторі всіх полімер– металічних систем існують металополімерні комплекси; при цьому під ді- єю постійного магнітного поля відбувається збільшення Бреґґової віддалі між шарами макромолекул, координованих йонами Cu2+ і Ni2+ та її змен- шення у випадку катіонів Co2+. Показано, що для вихідного поліелектролі- тного комплексу та полімер–металічних систем з Cu2+ й Ni2+, підданих дії постійного магнітного поля, має місце зниження температури структурно- го склування, тоді як у випадку з Co2+ відбувається її підвищення. Всі полі- мер–металічні системи, піддані дії постійного магнітного поля, характери- зуються підвищенням електропровідності на 1–1,5 порядки. The effect of a constant magnetic field (B0.1 T) on the structural organiza- tion, thermomechanical and electrical properties of triple polyelectrolyte– metal complex obtained from polyelectrolyte complexes with equimolar ratio of oppositely charged polyelectrolyte (pectin and polyethyleneimine) and tran- sition metal ions, Cu2+, Ni2+, or Co2+, is studied. As revealed, the intermolecu- lar space of all polymer–metal systems is filled with metal–polymer complexes. Under the effect of a constant magnetic field, the Bragg distance between the layers of macromolecules coordinated by Cu2+ and Ni2+ ions is increased, and in the case of Co2+ cations, it is decreased. As shown, in the initial polyelectrolyte complex and polymer–metal systems with Cu2+ and Ni2+ subjected to a constant magnetic field, the structural glass-transition temperature decreases, whereas in the case of Co2+, it increases. All polymer–metal systems subjected to a con- stant magnetic field are characterized by conductivity increased by 1–1.5 or- der of magnitude. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2013, т. 11, № 3, сс. 595–604  2013 ІÌÔ (Інститут металоôізики ім. Ã. В. Êурдюмова ÍÀÍ Óкраїни) Íадруковано в Óкраїні. Ôотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 596 В. Л. ДЕÌЧЕÍÊО Исследовано влияние постоянного магнитного поля (B0,1 Тл) на струк- турную организацию, термомеханические и электрические свойства трой- ных полиэлектролит–металлических комплексов, полученных на основе полиэлектролитных комплексов с эквимольным соотношением противопо- ложно заряженных полиэлектролитов (пектина и полиэтиленимина) и ионов переходных металлов Cu2+, Ni2+ или Co2+. Óстановлено, что в межмо- лекулярном пространстве всех полимер–металлических систем существу- ют металлополимерные комплексы; при этом под действием постоянного магнитного поля происходит увеличение брэгговского расстояния между слоями макромолекул, координированных ионами Cu2+ и Ni2+ и его умень- шение в случае катионов Co2+. Показано, что для исходного полиэлектро- литного комплекса и полимер–металлических систем с Cu2+ и Ni2+, под- верженных действию постоянного магнитного поля, имеет место снижение температуры структурного стеклования, тогда как в случае с Co2+ происхо- дит её повышение. Все полимер–металлические системы, подверженные действию постоянного магнитного поля, характеризуются повышением электропроводности на 1–1,5 порядка. Ключові слова: поліелектролітний комплекс, сіль металу, потрійний полі- електроліт–металічний комплекс, еôекти магнетизму. (Отримано 16 серпня 2013 р.) 1. ВСТУП Прогрес у сучасному матеріалознавстві обумовлює потребу в ство- ренні нових полімерних композиційних матеріалів (ПÊÌ), які ма- ли б комплекс необхідних ôункціональних властивостей. Такі ма- теріали з високою міцністю, тепло- і електропровідністю, спеціаль- ними магнітними і радіопоглинальними властивостями широко використовуються в авіаційній і космічній техніці, машинобуду- ванні, народному господарстві та інші галузях. Традиційний шлях створення ПÊÌ пов’язаний з введенням в по- лімер спеціальних наповнювачів [1, 2]. Однак наповнювачі не мо- жуть одночасно покращати весь комплекс ôізико-механічних влас- тивостей ПÊÌ. Як правило, покращення заданих властивостей ПÊÌ може бути досягнуто лише при достатньо великих концентра- ціях наповнювача. При цьому відбувається покращення одних вла- стивостей за рахунок погіршення інших. Íаприклад, для суттєвого підвищення тепло- і електропровідності ПÊÌ необхідно ввести таку концентрацію провідного наповнювача до складу полімеру, яка призводить до погіршення міцнісних характеристик, утруднює процес переробки. Іншими словами, втрачаються переваги, закла- дені в полімері. Це звужує можливості області використання подіб- них ПÊÌ. Відповідно, існує необхідність розробки методів модиôі- кації, які дозволи б досягнути в ПÊÌ сукупності корисних власти- ВЛÀСТИВОСТІ ПОТРІЙÍИХ ПОЛІЕЛЕÊТРОЛІТ–ÌЕТÀЛІЧÍИХ ÊОÌПЛЕÊСІВ 597 востей без значного підвищення концентрації наповнювачів. Влас- тивості ПÊÌ мають бути реґульованими не тільки за рахунок вибо- ру наповнювача, його концентрації, розмірів, ôорми, але й шляхом орієнтації наповнювача, можливості зміни характеру його розподі- лу в матеріалі. Тому важливого значення набувають нові ôізичні методи модиôікації структури і властивостей ПÊÌ. Íовим і перспективним методом реґулювання структури і влас- тивостей ПÊÌ є метод впливу різного роду силових полів (ультраз- вукового, електроіскрового, магнітного, електричного тощо) на ôо- рмування полімерних матеріалів з метою поліпшення їх властивос- тей [3]. Ìетою даної роботи було дослідження впливу постійного магніт- ного поля на структуру, термомеханічні та електричні властивості потрійних поліелектроліт–металічних комплексів (ППÌÊ), одер- жаних із використанням аніонного і катіонного поліелектролітів — пектину і поліетиленіміну (ПЕІ) та катіонів перехідних металів Cu2, Ni2  або Co2. 2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА Для одержання ПЕÊ використовували слабкі поліелектроліти (ПЕ): — аніонний ПЕ–пектин цитрусовий виробництва ôірми Cargill Deutschland GmbH (Íімеччина), ÌÌ3000–300000; — катіонний ПЕ–поліетиленімін розгалуженої будови (безводний), виробництва ôірми Aldrich, Мn10000, Мw25000, хімічну будову якого можна представити у вигляді: Ôормування ПЕÊ із аніонного та катіонного ПЕ, взятих у екві- мольному співвідношенні, виконували шляхом змішування 5% во- дних розчинів пектину і ПЕІ при Т222С. Протонування аміно- груп ПЕІ карбоксильними групами пектину відбувається з утво- ренням інтермолекулярних йонних груп, а, отже, і ПЕÊ. Одержані розчини ПЕÊ виливали на політетраôторетиленові пластини і су- шили їх при Т222С до постійної ваги. Зразки ППÌÊ одержували шляхом сорбції плівками ПЕÊ йонів перехідних металів з водних розчинів їх солей. Експериментально це здійснювали шляхом занурення плівок ПЕÊ у водні розчини со- лей CuSO4, NiSO4 або CoSO4, концентрація яких складала 510 3 598 В. Л. ДЕÌЧЕÍÊО моль/л. Плівки ППÌÊ одержували як у вихідному стані, так і під дією постійного магнітного поля (шляхом їх висушування протягом 5 год. між полюсами електромагніту з B0,1 Тл при площині зразка, перпендикулярній до напрямку силових ліній поля) при Т222С. Особливості структури ПЕÊ і ППÌÊ досліджували методами широко- і малокутового розсіяння Рентґенових променів. Дослі- дження методом ширококутової Рентґенової диôракції виконували за допомогою диôрактометра ДРОÍ-4-07, колімація первинного пучка випромінення якого виконана за методом Дебая–Шеррера — на проходження первинного пучка випромінення через досліджу- ваний зразок полімеру. Дослідження методом малокутової рентґе- нограôії виконували за допомогою камери ÊРÌ-1, в якій щілинну колімацію первинного випромінювання здійснювали методом Êра- ткі. Ãеометричні параметри камери задовольняли умові нескінчен- ної висоти первинного пучка в положенні досліджуваного зразка [4]. Проôілі інтенсивності нормували на величину розсіювального об’єму та ôактор послаблення первинного пучка досліджуваним зразком полімеру. Óсі рентґеноструктурні дослідження виконува- ли в CuK-випроміненні, монохроматизованому Ni-ôільтром, при Т222С. Термомеханічні дослідження полімерних систем виконували ме- тодом пенетрації в режимі одновісного постійного навантаження (0,5 ÌПа) за допомогою установки ÓИП-70Ì. Лінійний нагрів зразків здійснювали зі швидкістю 5 ґрад/хв. Дослідження викону- вали в температурному інтервалі від 20 до 200С. Оцінку величини питомої провідності при постійному струмі (dc) ПЕÊ і ППÌÊ виконували шляхом вимірювання опору (R) плівок полімерів, що знаходились між пластинами плаского конденсатора (ріжниця потенціалів між електродами 100 В) за допомогою терао- мметра E6-13A. 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ При порівнянні ширококутових Рентґенових диôрактограм (рис. 1) слабких катіонного та аніонного поліелектролітів, використаних для ôормування ПЕÊ, виявлено, що ПЕІ характеризується ближ- нім впорядкуванням при трансляції в просторі ôраґментів його ма- кромолекулярних ланцюгів, тоді як пектин має аморôно- кристалічну структуру і, як показала оцінка ступеня його криста- лічності, вона складає близько 65%. Про це свідчить прояв на диô- рактограмах ПЕІ (крива 1), незважаючи на розгалужену будову ма- кроланцюгів цього полімеру, одного диôракційного максимуму диôузного (судячи з кутової напівширини) типу («аморôного гало») з кутовим положенням (2m) близько 19,2. Середня відстань d між ВЛÀСТИВОСТІ ПОТРІЙÍИХ ПОЛІЕЛЕÊТРОЛІТ–ÌЕТÀЛІЧÍИХ ÊОÌПЛЕÊСІВ 599 шарами макромолекулярних ланцюгів в об’ємі ПЕІ, відповідно до Бреґґового рівняння: dn(2sinm) 1, де n — порядковий номер диôракційного максимуму (для полімерів прийнято n1 внаслідок релаксаційного характеру процесів стру- ктуроутворення в їх об’ємі), а  — довжина хвилі характеристично- го Рентґенового випромінення (0,154 нм для СuK-випромінен- ня), становить 0,46 нм. Ó свою чергу, на Рентґеновій диôрактограмі пектину, який має порошкоподібний вигляд (крива 2), присутня велика кількість синґлетних і мультиплетних диôракційних мак- симумів на тлі уявного аморôного гало з вершиною при 2m16,8, які характеризують кристалічну структуру цього полісахариду. Оцінка еôективного розміру кристалітів L пектину, виконана за Шерреровою методою [5]: LK(cosm) 1, де K — стала, пов’язана з ôормою кристалітів (за невідомої їх ôорми K0,9), а  — кутова напівширина (ширина на половині висоти) диôракційного максимуму, показала, що L17,5 нм (для розраху- нків використовували синґлетні диôракційні максимуми при 2m18,7 і 30,8). Разом з тим, плівка пектину, одержана з 5% вод- ного розчину, тобто аналогічно з ôормуванням ПЕÊ, має лише кон- тури основних за інтенсивністю груп диôракційних максимумів на диôрактограмах порошкоподібного зразка пектину (криві 3 і 2), за- свідчуючи про низьку швидкість кристалізації пектину та про рела- Рис. 1. Ширококутові Рентґенові диôрактограми ПЕÊ (1), пектину у ви- гляді порошку (2) та плівки, одержаної з водного розчину (3). 600 В. Л. ДЕÌЧЕÍÊО ксаційний характер процесів структуроутворення в полімерах. Разом з тим із аналізу ширококутових Рентґенових диôрактог- рам вихідних та сôормованих у зовнішньому постійному магнітно- му полі (ЗПÌП) досліджуваних зразків композитів (рис. 2) витікає, що вихідний ПЕÊ з еквімольним співвідношенням аніонного та ка- тіонного ПЕ характеризується ближнім впорядкуванням ôраґмен- тів складових його протилежно заряджених макромолекулярних ланцюгів. Про що свідчить прояв на його Рентґеновій диôрактог- рамі (крива 1) одного диôракційного максимуму диôузного типу при 2m20,9. При цьому, середня Бреґґова віддаль між шарами комплементарних макромолекул аніонного та катіонного ПЕ в об’ємі ПЕÊ становить 0,42 нм. Разом з тим, на диôрактограмі зраз- ка вихідного ПЕÊ, сôормованого під дією ЗПÌП має місце зміщен- ня диôракційного максимуму диôузного типу в область менших кутів розсіяння Рентґенових променів (2): з 20,9 до 20,7 (криві 1, 1). Це вказує, що внаслідок дії магнітного поля середня Бреґґова віддаль між шарами комплементарних макромолекул ПЕІ та пек- тину в об’ємі ПЕÊ має лише тенденцію до зростання з d0,42 нм до d0,43 нм. Звертає увагу «гострота» диôракційного максимуму диôузного типу при 2m20,7 вихідного ПЕÊ, підданого дії ЗПÌП (крива 1), що дозволяє припустити існування дальнього впорядкуванням ôраґментів аніонного та катіонного поліелектролітів. Примітно, що введення катіонів Cu2+, Ni2+ або Co2+ в об’єм вихід- ного ПЕÊ і утворення ППÌÊ типу ПЕÊ–Cu2+, ПЕÊ–Ni2+ та ПЕÊ– Co2+ супроводжується зміною диôракційної картини. Про що свід- Рис. 2. Ширококутові Рентґенові диôрактограми ПЕÊ (1), ПЕÊ–Cu2+ (2), ПЕÊ–Ni2  (3), ПЕÊ–Co2 (4) та їх аналогів 1–4 підданих дії постійного ма- гнітного поля. ВЛÀСТИВОСТІ ПОТРІЙÍИХ ПОЛІЕЛЕÊТРОЛІТ–ÌЕТÀЛІЧÍИХ ÊОÌПЛЕÊСІВ 601 чить прояв, поряд з малоінтенсивним аморôним гало, інтенсивного диôракційного максимуму диôузного типу при 2m11,5, 11,4 та 10,5 відповідно (криві 2, 3, 4). Ці диôракційні максимуми, відпо- відно до роботи [6], характеризують існування в міжмолекулярно- му просторі ПЕÊ металополімерних комплексів донорно- акцепторного типу між центральними йонами Me2+ і ліґандами, в ролі яких, ймовірно, виступають атоми кисню аніонів (–СОО–) інте- рмолекулярних йонних груп. Разом з тим на відповідних диôрак- тограмах зразків ПЕÊ–Cu2+, ПЕÊ–Ni2+ та ПЕÊ–Co2+, підданих дії постійного магнітного поля, відбувається зміщення диôракційних максимумів з 2m11,5 до 11,3 (ПЕÊ–Cu2+), з 2m11,4 до 11,3 (ПЕÊ–Ni2+), з 2m10,2 до 10,5 (ПЕÊ–Co2+). При цьому під дією постійного магнітного поля середня Бреґґова віддаль d між шарами макромолекулярних ланцюгів, координованих катіонами Cu2+ або Ni2+, збільшується з 0,77 нм до 0,78 нм, тоді як у випадку катіонів Co2+ відбувається зменшення d з 0,87 до 0,84 нм. Ó зв’язку з виявленими відмінностями впливу ЗПÌП на струк- туру ППÌÊ на основі пектину, поліетиленіміну та солей металів CuSO4, NiSO4 або CoSO4, що мають різні магнітні властивості, необ- хідно було дослідити також їх мікрогетерогенний стан структури. Оцінку еôективного розміру (порядку величини) мікрообластей гетерогенності, наявних в об’ємі ППÌÊ типу ПЕÊ–Me2+, визначали методом авторів робіт [7, 8] шляхом визначення такого структурно- го параметра, як діапазон гетерогенності (range of inhomogeneity) lp, який безпосередньо пов’язаний з усередненим діаметром мікрооб- ластей гетерогенності (l1, l2) в двоôазній системі: lp2l11l2, де 1, 2 — об’ємна частка мікрообластей (121). Внаслідок ви- конаного розрахунку параметра lp встановлено, що полімерні сис- теми ПЕÊ–Me2+, піддані дії постійного магнітного поля, характери- зуються мікрогетерогенною структурою, тоді як аналогічні вихідні системи є структурно гомогенними (табл. 1). ТАБЛИЦЯ 1. Деякі структурні параметри вихідних та сôормованих у ЗПÌП досліджуваних полімерних систем. Зразок lp, нм lp, нм (ЗПÌП) Тg, С Тg, С (ЗПÌП) ПЕÊ — 31 61 59 ПЕÊ–Cu2+ — 63 77 69 ПЕÊ–Ni2+ — 65 66 63 ПЕÊ–Сo2+ — 84 61 67 602 В. Л. ДЕÌЧЕÍÊО Вплив постійного магнітного поля на термомеханічні властивості композитів вивчали методом термомеханічного аналізу (ТÌÀ). Íа рисунку 3 представлено термомеханічні криві вихідних композитів ПЕÊ і ПЕÊ–Mе2+ (криві 1–4) та сôормованих у ЗПÌП (криві 1′–4′) у вигляді залежності відносної деôормації  від температури при пос- тійному навантаженні на зразок. Відносну деôормацію  (%) розра- ховували зі співвідношення: (l/l)100%, де l — деôормація зразка; l — початкова товщина зразка. З аналізу термомеханічних кривих встановлено, що для вихідно- а б в г Рис. 3. Термомеханічні криві ПЕÊ (1), ПЕÊ–Cu2 (2), ПЕÊ–Ni2+ (3), ПЕÊ– Co2+ (4) та їх аналогів 1–4 підданих дії постійного магнітного поля. ВЛÀСТИВОСТІ ПОТРІЙÍИХ ПОЛІЕЛЕÊТРОЛІТ–ÌЕТÀЛІЧÍИХ ÊОÌПЛЕÊСІВ 603 го ПЕÊ, сôормованого під дією ЗПÌП, має місце збільшення відно- сної деôормації з 27% до 45% (на 18%) при температурі 373 Ê (тем- пература, при якій спостерігаються найбільш виражені зміни впливу магнітного поля). Примітно, що введення катіонів Cu2+, Ni2+ або Co2+ в об’єм вихідного ПЕÊ і утворення ППÌÊ типу ПЕÊ–Сu2+, ПЕÊ–Ni2+ та ПЕÊ–Co2+ супроводжується зменшенням відносної де- ôормації до 15–18%, а під дією постійного магнітного поля має мі- сце зменшення відносної деôормації приблизно на 5% для систем ПЕÊ–Ni2+ та ПЕÊ–Co2+, тоді як для ПЕÊ–Сu2+ вплив магнітного по- ля відсутній. Разом з тим з аналізу термомеханічних кривих вста- новлено, що під дією магнітного поля має місце зниження темпера- тури структурного склування для ПЕÊ, ПЕÊ–Сu2+ та ПЕÊ–Ni2+, то- ді як у випадку ПЕÊ–Сo2+ відбувається її підвищення (табл. 1). При дослідженні впливу ЗПÌП на електропровідність ПЕÊ та ПЕÊ–Mе2 встановлено, що всі полімерні системи є діелектриками. При цьому вплив магнітного поля на вихідний ПЕÊ відсутній, тоді як для полімерних систем ПЕÊ–Mе2 відбувається підвищення еле- ктропровідності на 1–1,5 порядки (табл. 2). 4. ВИСНОВКИ Внаслідок виконаних досліджень впливу постійного магнітного по- ля на структуру, термомеханічні та електричні властивості потрій- них поліелектроліт–металічних комплексів на основі пектину, по- ліетиленіміну та йонів перехідних металів Cu2+, Ni2+ або Co2+ вста- новлено, що в міжмолекулярному просторі всіх полімер– металічних систем існують металополімерні комплекси, при цьому під дією постійного магнітного поля відбувається збільшення Бреґ- ґової віддалі між шарами макромолекул, координованих йонами Cu2+ та Ni2+ з 0,77 нм до 0,78 нм та її зменшення у випадку катіонів Co2+ з 0,87 до 0,84 нм. Показано, що для вихідного поліелектролітного комплексу та полімер–металічних систем з Cu2+ та Ni2+, підданих дії постійного магнітного поля, має місце зниження температури структурного склування, тоді як у випадку з Co2+ відбувається її підвищення. Всі ТАБЛИЦЯ 2. Електрична провідність вихідних та сôормованих у ЗПÌП досліджуваних полімерних систем. Зразок , См/м , См/м (ЗПÌП) ПЕÊ 6,610 8 6,610 8 ПЕÊ–Cu2+ 8,310 8 1,610 7 ПЕÊ–Ni2+ 910 9 7,710 8 ПЕÊ–Сo2+ 8,310 9 1,810 8 604 В. Л. ДЕÌЧЕÍÊО полімер–металічні системи, піддані дії постійного магнітного поля характеризуються підвищенням електропровідності на 1–1,5 по- рядки. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Ã. В. Êирик, В. Í. Радзиевский, À. Д. Стадник, Новые композиционные материалы (Сумы: Óниверситетская книга: 2011). 2. À. В. Букетов, П. Д. Стухляк, Є. Ì. Êальба, Фізико-хімічні процеси при фо- рмуванні епоксикомпозитних матеріалів (Тернопіль: Збруч: 2005). 3. À. Д. Стадник, Ã. В. Êирик, Полимерные композиты и нанокомпозиты в магнитных полях (Сумы: Слобожанщина: 2005). 4. O. Kratky, I. Pilz, and P. J. Schmitz, J. Colloid Interface Sci., 21, No. 1: 24 (1966). 5. À. Ãинье, Рентгенография кристаллов. Теория и практика (Ìосква: Ôиз- матгиз: 1961). 6. В. И. Штомпель, Ю. Ю. Êерча, Структура линейных полиуретанов (Êиев: Íаукова думка: 2008). 7. W. Ruland, J. Appl. Cryst., 4, No. 1: 70 (1971). 8. R. Perret, W. Ruland, Kolloid Z.–Z. Polymere, 247: 835 (1971).

Схожі ресурси