Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface
By means of the IR-spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis a research has been made into peculiarity of thermal stimulated chemical transformation of adsorbed polydimethilsiloxan, as well as influence of surface active centre on these transformations. It shown, that the zirc...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2007
|
| Online Access: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/221 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Surface |
| Download file: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291324031631360 |
|---|---|
| author | Sulim, I. Ya. Borisenko, N. V. |
| author_facet | Sulim, I. Ya. Borisenko, N. V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "I. Ya. Sulim",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "N. V. Borisenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Sulim, I. Ya. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:57Z |
| description | By means of the IR-spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis a research has been made into peculiarity of thermal stimulated chemical transformation of adsorbed polydimethilsiloxan, as well as influence of surface active centre on these transformations. It shown, that the zirconium dioxide raises spalling resistance dimethylsililic groups. It was experimentally estimate, that PDMS provides stable hydrophobic properties of SiО2/PDMS nanocompound in the temperature interval 100 – 400 ºC with concentration of the PDMS 8 – 40 %. Zirconium dioxide presence increases thermal stability of hydrophobic coating (20, 40 % PDMS ) up to 500 ºС. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:31:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2007. Вып 13. С.159-166
159
УДК 544.723+54.31+546.83
ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА, АДСОРБИРОВАННОГО
НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ZrO2/SiO2
И.Я. Сулим, Н.В. Борисенко
Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова 17, 03164, Киев-164
Методами ИК-спектроскопии, термогравиметрии и дифференциального терми-
ческого анализа исследованы особенности термически стимулированных химических
превращений адсорбированного полидиметилсилоксана, а также влияние природы
активных центров поверхности на эти преобразования. Показано, что диоксид цирко-
ния повышает термическую стойкость диметилсилильных групп. Также установлено,
что полидиметилсилоксан обусловливает гидрофобные свойства нанокомпозита
SiО2/полидиметилсилоксан в интервале температур 100 – 400 ºC при концентрации
полимера 8 – 40 %, а присутствие диоксида циркония повышает термическую стой-
кость гидрофобного покрытия (20, 40 % ПДМС) до температуры 500 ºC.
By means of the IR-spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis a
research has been made into peculiarity of thermal stimulated chemical transformation of
adsorbed polydimethilsiloxan, as well as influence of surface active centre on these
transformations. It shown, that the zirconium dioxide raises spalling resistance dimethylsililic
groups. It was experimentally estimate, that PDMS provides stable hydrophobic properties of
SiО2/PDMS nanocompound in the temperature interval 100 – 400 ºC with concentration of the
PDMS 8 – 40 %. Zirconium dioxide presence increases thermal stability of hydrophobic
coating (20, 40 % PDMS ) up to 500 ºС.
Введение
Гибридные органически-неорганические нанокомпозиты на основе полидиметил-
силоксана (ПДМС) и модифицированных кремнеземов в настоящее время находят все
более широкое применение: в качестве усиливающих агентов для пластмасс и резин,
специфических наполнителей, а также в оптике, биологии и катализе. Это обеспечива-
ется удачным сочетанием свойств органической (эластичность, гидрофобность) и неор-
ганической (термостойкость, механическая прочность) составляющих [1 – 6]. Поскольку
использование таких композитов часто связано с высокими температурами [7 – 13], то
исследование термостойкости кремнийорганической составляющей и определение
продуктов ее термодеструкции представляет научный и практический интерес. ПДМС
наиболее важный и широко применяемый силоксановый полимер, благодаря высоким
эксплуатационным характеристикам: низкая температура стеклования (-125 ºС), поверх-
ностное натяжение, высокая термическая стойкость (300 °C), исключительная диэлект-
рическая проницаемость, релаксационность, гидрофобность и эластичность. Несмотря
на высокую термическую стойкость композитов SiО2/ПДМС поиск путей повышения
температурной границы эксплуатации полисилоксанов при одновременном сохранении
уникального комплекса их свойств остается актуальным. Анализ литературных источ-
ников свидетельствует, что уделено мало внимания исследованию влияния смешанных
оксидов на термические преобразования полиорганосилоксанов. Хотя в работах [14 – 22]
160
и проводили исследования с такими системами, однако авторы при этом использовали
золь-гель технологии.
Представленная работа посвящена исследованию процессов деструкции адсорби-
рованного на поверхности цирконийсодержащих кремнеземов полидиметилсилоксана на
воздухе, а также изучению гидрофильно-гидрофобных свойств нанокомпозитов
SiО2/ПДМС и ZrО2/SiО2/ПДМС.
ИК-спектральные исследования адсорбированного полидиметилсилоксана на
поверхности SiO2 и ZrO2/SiO2
В отличие от низкомолекулярных соединений, поверхностный слой адсорбиро-
ванных полимерных молекул имеет определенную специфику. Молекула ПДМС, благо-
даря высокой степени свободы вращения вокруг связи Si–O, представляет собой спираль
с шестью мономерными звеньями –Si(CH3)2O– в витке [1]. С поверхностью кремнезема
контактируют лишь некоторые сегменты полимерной цепи. Другие части макромолеку-
лярного клубка в виде петель и хвостов, связанные единой полимерной цепью и отде-
ленные от поверхностных атомов кремнийкислородного каркаса SiО2 молекулярными
фрагментами, непосредственно взаимодействующими с адсорбционными центрами
поверхности. Тем не менее, строение адсорбированного слоя и конформация цепей во
многом определяются не только природой адсорбента и адсорбата, но и условиями
адсорбции. Постоянное увеличение концентрации ПДМС на кремнеземной поверхности
происходит за счет удаления растворителя (C6H12) в процессе сушки образца при ис-
пользовании раствора ПДМС в гексане. При переходе от разбавленных растворов к
концентрированным усиливается межмолекулярное взаимодействие; возможен переход
от свернутых конформаций, типичных для разбавленных растворов, к более развер-
нутым конформациям [23]. Такое состояние способствует увеличению количества
молекулярных фрагментов ПДМС, которые образуют адсорбционные комплексы с
силанольными группами. Такие адсорбционные комплексы можно рассматривать как
предреакционные при хемосорбции ПДМС в процессе повышения температуры. В
работе [24] количество адсорбированного ПДМС подбиралось таким образом, чтобы
наименьшее содержание полисилоксана было близко к монослою, если принять
предположение о взаимодействии всех атомов кремния полимерной цепи со всеми
силанольными группами поверхности кремнеземных образцов в соотношении 1:1.
Принимая во внимание вышесказанное и учитывая результаты работ [13, 24, 25],
в данных исследованиях проводилась адсорбция ПДМС на кремнеземной поверхности
из раствора гексана таким образом, чтобы количество адсорбированного ПДМС состав-
ляло 5, 8, 10, 20 и 40 % от общей массы образца. Чтобы обнаружить влияние нанесен-
ного на поверхность высокодисперсного кремнезема (ВДК) диоксида циркония на тер-
мические свойства, в качестве адсорбента использовали исходный ВДК и цирконий-
содержащие кремнеземы с концентрацией ZrО2 2,4 – 16,5 мас. %. Нанесение диоксида
циркония на поверхность пирогенного кремнезема проводилось жидкофазным методом:
для модифицирования использовался раствор ацетилацетоната циркония в четырёх-
хлористом углероде. При проведении эксперимента использовался реактор, состоящий
из стеклянной трехгорлой колбы, оснащенной пропеллерной мешалкой и обратным
холодильником. В колбу помещался ВДК и 0,4 % раствор ацетилацетоната циркония в
четырёххлористом углероде. Реакция проводилась при температуре кипения раствори-
теля в течении 1 ч при постоянном перемешивании. Полученный модифицированный
кремнезем отфильтровывался с помощью фильтра Шотта и промывался двумя порциями
ССl4 по 25 мл. После упаривания растворителя образец (в фарфоровой чашке) прокали-
вался в муфельной печи при температуре 500 °С 1 ч. Эта последовательность операций
повторялась от 1 до 4 раз, чтобы получить образцы кремнезема с различным содержа-
161
нием диоксида циркония. Их перечень и характеристики приведены в табл. 1. Харак-
теристики нанокомпозитов SiO2/ПДМС и ZrO2/SiO2/ПДМС приведены в табл. 2.
Таблица 1. Характеристики кремнезема, модифицированного диоксидом циркония.
Образец СZrO2,
%
Удельная
поверхность, м2/г
Размеры кристаллитов
ZrО2, нм название состав
Zr1* ZrO2/SiO2 2,4 290 Рентгеноаморфный
Zr2 ZrO2/SiO2 5,4 270 19
Zr3 ZrO2/SiO2 10,2 250 23
Zr4 ZrO2/SiO2 16,5 230 21
*) 1 – 4 – количество циклов нанесения.
Таблица 2. Характеристики SiO2/ПДМС и ZrO2/SiO2/ПДМС.
Образец Концентрация
ПДМС, мас. %
Удельная
поверхность, м2/г
SiO2/ПДМС5 5 253
SiO2/ПДМС8 8 229
SiO2/ПДМС10 10 193
SiO2/ПДМС20 20 124
SiO2/ПДМС40 40 63
Zr1/ПДМС5 5 250
Zr1/ПДМС8 8 200
Zr1/ПДМС10 10 198
Zr1/ПДМС20 20 123
Zr1/ПДМС40 40 36
Zr2/ПДМС5 5 252
Zr2/ПДМС8 8 222
Zr2/ПДМС10 10 213
Zr2/ПДМС20 20 110
Zr2/ПДМС40 40 55
Zr3/ПДМС5 5 214
Zr3/ПДМС8 8 203
Zr3/ПДМС10 10 192
Zr3/ПДМС20 20 102
Zr3/ПДМС40 40 52
Zr4/ПДМС5 5 230
Zr4/ПДМС8 8 205
Zr4/ПДМС10 10 176
Zr4/ПДМС20 20 102
Zr4/ПДМС40 40 50
В данных исследованиях широко использовался метод ИК-спектроскопии,
который разрешает определить степень возмущения поверхностных силанольних групп
кремнезема при образовании адсорбционных комплексов с высокомолекулярными
соединениями. Концентрация силанольних и диметилсилильных групп на поверхности
ВДК, пропорциональна значениям оптических плотностей полос 3750 см–1 и 2969 см–1,
которые определялись по формуле:
D = lg I0/I ,
162
где I0 и I – интенсивности ИК-излучения соответственно “базовых линий” и в макси-
муме полос 3750 см–1 и 2969 см–1.
Контроль процесса адсорбции осуществлялся по изменению оптической плотнос-
ти D полос поглощения валентных колебаний связей О–Н (3750 см–1) и С–Н (2969 см–1)
в зависимости от содержания полимера (рис. 1). Общим и характерной для исследуемых
образцов есть уменьшение DОН при одновременном возрастании DСН с увеличением кон-
центрации ПДМС на поверхности SiО2 и ZrО2/SiО2. При концентрации ПДМС ≥ 20 %
все ОН-группы ВДК образуют адсорбционные комплексы с кремний-кислородными
цепями полимера. Это возможно в том случае, если ПДМС равномерно распределяется
по поверхности глобул кремнезема без каких-либо пространственных затруднений.
С помощью ИК-спектрального метода было проведено исследование процессов
деструкции ПДМС на поверхности образцов SiО2/ПДМС8, Zr3/ПДМС8, Zr1/ПДМС8 в
различных средах и при различных температурах прокаливания (рис. 2). Анализ зависи-
мостей оптических плотностей показал, что диоксид циркония повышает термостой-
кость диметилсилильного покрытия на поверхности SiО2 на 100 °C в атмосфере воздуха
(рис. 2, а), и на 200 °C – в вакууме (рис. 2, б).
0 10 20 30 40
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
D
=
lg
I 0/I
Содержание ПДМС, %
1
2
1
2
CH
OH
Рис. 1. Зависимость оптической плотности
(D) полос поглощения валентных
колебаний групп О–Н и С–Н от
содержания ПДМС на поверхности
SiО2 (1) и Zr4/SiО2 (2).
0 200 400 600
0,0
0,5
1,0
D
=
lg
I 0/I
Температура, °C
SiO2/ПДМС8
OH
CH
Zr3/ПДМС8
OH
CH
а
0 200 400 600 800
0,0
0,5
1,0
SiO2/ПДМС8
CH
OH
Zr1/ПДМС8
OH
CH
D
=
lg
I
0/I
Температура, °С
б
Рис. 2. Оптические плотности (D) полос поглощения валентных колебаний групп О–Н и
С–Н при разных температурах обработки образцов SiО2/ПДМС8 и Zr3/ПДМС8
на воздухе (а) и образцов SiО2/ПДМС8 и Zr1/ПДМС8 в вакууме (б).
Влияние цирконийоксидной фазы на процесс окисления адсорбированного ПДМС
Деструкция ПДМС на кремнеземной поверхности была детально исследована в
роботах [6, 8, 9, 13]. Установлено, что термолиз ПДМС сопровождается хемосорбцией
продуктов его расщепления на поверхности кремнезема. Кроме того, механизм термо-
163
деструкции полимера при температурах выше 450 °C отличается от механизма этого
процесса, протекающего при более низких температурах. При высоких температурах
происходят химические реакции с участием образованных низкомолекулярных продук-
тов деструкции гексаметилциклотрисилоксана (ГМЦТС), октаметилциклотетрасилокса-
на (ОМЦТС) и ОН-групп SiО2 [7].
Установлено, что термическое разложение адсорбированного ПДМС на воздухе
сопровождается окислением диметилсилильных групп до SiО2 (1) и деполимеризацией
полимера с последующим образованием летучего циклического ГМЦТС (2). Следует
отметить, что второй процесс присущ композиту ZrО2/SiО2/ПДМС, тогда как для
SiО2/ПДМС характерен процесс окисления.
–OSi(CH3)2- + 4O2 Þ SiО2 + 2CO2 + 3H2O (1)
(2)
Анализируя данные термогравиметрии можно сделать вывод, что для композита
SiО2/ПДМС в интервале температур 20 – 340 °C потеря массы незначительна, тогда как
для системы ZrО2/SiО2/ПДМС потеря массы составляет ~ 10 %, что равно 25 % общего
количества полимера (рис. 3).
200 400 600 800 1000
20
10
0
П
от
ер
я
ма
сс
ы
, %
Температура, °С
SiO2/ПДМС 40
Zr1/ПДМС 40
Zr2/ПДМС 40
Zr3/ПДМС 40
Zr4/ПДМС 40
20 340
Рис. 3. Кривые ТГ для образцов
SiО2, Zr1/SiО2, Zr2/SiО2,
Zr3/SiО2, Zr4/SiО2 с ад-
сорбированным ПДМС.
Чем больше концентрация ZrО2, тем этот процесс интенсивнее. Это является
прямым подтверждением участия в процессе деполимеризации групп –Si–О–Zr и –Zr–О–
Zr. Температурные максимумы экзотермических эффектов на кривых ДТА, соответст-
вующие окислению диметилсилильных групп, сдвигаются с 460 °C (SiО2) до 540 °C
(Zr4/ПДМС10).
По кривым термогравиметричecкого анализа была проведена оценка степени
превращения ПДМС в SiО2 или в циклические продукты реакции (рис. 4).
Экспериментальные данные свидетельствуют, что для образцов SiО2/ПДМС про-
исходит практически полное окисление диметилсилильных групп в соответствии с реак-
цией (1). Присутствие диоксида циркония на кремнеземной поверхности приводит к час-
тичной деполимеризации адсорбированного ПДМС (реакция 2). В случае если концент-
рация ПДМС составляет 40 %, приблизительно 50 % полимера деполимеризуется из
образца Zr4/SiО2/ПДМС, тогда как для такого же образца, не содержащего ZrО2, степень
164
деполимеризации в 2 раза меньше и составляет 27 %. Очевидно, что на процессы депо-
лимеризации адсорбированного ПДМС влияют активные центры поверхности цирко-
нийсодержащих кремнеземов.
0 10 20 30 40
100
80
60
40
20
0
Zr1
Zr2
Zr3
Zr4
SiO2
Содержание ПДМС, %
Д
еп
ол
им
ер
из
ац
ия
, %
0
20
40
60
80
100
О
ки
сл
ен
ие
, %
Рис. 4. Степень превращения ПДМС в
SiО2 и циклические диметилси-
локсаны согласно данным термо-
гравиметричecкого анализа.
Исследование гидрофобно-гидрофильных свойств кремнеземов с адсорбированным
ПДМС
На основе полиорганосилоксанов получают эффективные водоотталкивающие и
защитные покрытия.
Степень смачивания твердого тела жидкостью определяется отношением между
адгезией жидкости к твердому телу и когезией самой жидкости. Это отношение характе-
ризуется, так называемым, углом смачивания или краевым углом θ между поверхностя-
ми раздела жидкость – воздух и твердое тело – воздух [5].
Краевой угол может быть определен разными способами. Одна из методик
состоит в том, что капля исследуемой жидкости помещается на твердую поверхность, по
отношению к которой нужно определить краевой угол, освещается сбоку сильным
источником света и проектируется на экран или фотографируется. На рис. 5 приведены
фотоснимки капель воды, нанесенных на поверхность гидрофобного Zr4/ПДМС40
(рис. 5а) и гидрофильного – Zr4/ПДМС5 образцов (рис. 5б), прокаленных при 400 °C.
а б
Рис. 5. Фотоснимки капель воды,
нанесенных на поверхность
образцов Zr4/ПДМС40 (а)
и Zr4/ПДМС5 (б).
Методика измерения краевого угла смачивания (θ) водой образцов, прокаленных
при разных температурах, применялась для исследования гидрофильно-гидрофобных
свойств немодифицированного и цирконийсодержащего кремнеземов с адсорбирован-
ным ПДМС разной концентрации. Результаты эксперимента представлены на рис. 6 в
виде трехмерных графиков зависимости θ от концентрации полидиметилсилоксана и
температуры прокаливания.
Установлено, что в интервале температур 100 – 500 °C значение θ больше 90º при
концентрации адсорбированного ПДМС от 10 до 40 % для всех цирконийсодержащих
кремнеземов. Для образцов ZrО2/SiО2 (5 % ПДМС) количество адсорбированного поли-
диметилсилоксана не достаточно для образования сплошного гидрофобного покрытия;
ZrО2, локализованный на поверхности кремнезема, является дополнительным центром
для адсорбции молекул воды, и служит причиной появления гидрофильных свойств
цирконийсодержащих образцов.
165
В температурном интервале 350 – 550 ºC происходит процесс окисления диметил-
силильных групп, хемосорбированных на поверхности в результате деструкции ПДМС,
и восстановление силанольних групп поверхности. При этом значение краевого угла
смачивания постепенно уменьшается до ноля, и образцы приобретают гидрофильные
свойства.
Немодифицированные диоксидом циркония кремнеземы (SiО2/ПДМС) становят-
ся полностью гидрофильными при прокаливании образцов свыше 400 ºC, тогда как
большинство модифицированных остаются гидрофобными (Zr/ПДМС40) до темпе-
ратуры 500 ºC.
100200
300
400
500 10
20
30
40
0
90
180 SiO
2
/ПДМС
Q
ПДМС, %
T, °C
а
100200
300
400
500 10
20
30
400
90
180 Zr4/ПДМС
Q
ПДМС, %
T, °C
б
Рис. 6. Зависимость краевого угла смачивания водой от количества адсорбированного
ПДМС и температуры прокаливания SiО2/ПДМС (а) и Zr4/ПДМС (б) образцов.
Выводы
Нанесенная цирконийоксидная фаза повышает термостойкость диметилсилиль-
ного покрытия по сравнению с исходным SiО2 на воздухе на 100 ºC в зависимости от
содержания ПДМС. Диоксид циркония, нанесенный на кремнеземную поверхность,
способствует разрыву силоксановой связи и является катализатором процесса деполи-
меризации адсорбированного полидиметилсилоксана при температуре 150 –350 ºC. С
увеличением содержания диоксида циркония в системе ZrО2/SiО2/ПДМС возрастает
скорость потери массы в области 20 – 350 ºC, что непосредственно подтверждает учас-
тие в процессе деполимеризации групп ºSі–О–Zrº и ºZr–О–Zrº. ПДМС придает
стойкие гидрофобные свойства нанокомпозиту SiО2/ПДМС в интервале температур
100 – 400 ºC при концентрации ПДМС 8 – 20 %, а присутствие диоксида циркония
повышает термическую стойкость гидрофобного покрытия (20, 40 % ПДМС) до тем-
пературы 500 ºC.
Литература
1. Воронков М.Г., Милешкевич В.П., Южелевский Ю.А. Силоксановая связь. –
Н.: Наука, 1976. – 413 с.
2. Піднебесний А.П., Мельник Л.О., Савельєва Н.В. Силоксанові гуми та їх власти-
вості. – К.: Фітоцентр, 2006. – 320 с. – Бібліогр.: с. 309 – 319.
3. Долгов О.Н., Воронков М.Г., Гринблат М.Н. Кремнийорганические жидкие каучуки
и материалы на их основе. – Л.: Химия, 1975. – 112 с.
4. Синтетический каучук / Под ред. И.В. Гармонова. – Л.: Химия, 1983. – 560 с.
5. Гидрофобизация / Пащенко А.А., Воронков М.Г., Михайленко А.А., Круглиц-
кая В.Я., Ласская Е.А. – К.: Наук. думка, 1982. – 237 с.
166
6. Наполнители для полимерных композиционных материалов / Пер. с англ. / Под. ред.
П.Г. Бабаевского. – М: Химия, 1981. – 736 с.
7. Соболевский М.В., Скороходов И.И., Гриневич К.П. Олигоорганосилоксаны. –
М.: Химия, 1985. – 264 с. – Библиогр.: с. 254 – 261.
8. Брык М.Т. Деструкция наполненных полимеров. – М: Химия, 1989. – 192 с. –
Библиогр.: с. 181 – 191.
9. Denisova T.I. Thermal stability of silica-polyorganosiloxane systems // J. Therm. Anal.
Cal. – 2000. – V. 62. – P. 523 – 527.
10. Харитонов Н.П., Островський В.В. Термическая и термоокислительная деструкция
органосилоксанов. – Л.: Наука, 1982. – 210 с. – Библиогр.: с.193 – 206.
11. Термическая деструкция химически привитых к поверхности кремнезема
органосилоксановых структур / Г.Я. Губа, В.И. Богилло, М.И. Терец, А.А. Чуйко //
Укр. хим. журн. – 1994. – Т. 60, № 5-6. – С. 380–385.
12. Губа Г.Я., Богилло В.И., Чуйко А.А. Кинетика и механизм взаемодействия
органосилоксанов с поверхностью пирогенного кремнезема // Теорет. и эксперим.
химия. – 1992. – Т. 28, № 2. – С. 167 – 172.
13. Богатырев В.М., Борисенко Н.В. Термодеструкция полидиметилсилоксана на
поверхности кремнезема // Журн. прикл. химии. – 1999. – Т. 72, № 2. – С. 292 – 298.
14. Mackenzie J.D., Huang Q.X., Ivamoto T. Mechanical properties of ormosils // J. Sol-Gel
Sci. and Techn. – 2000. – V. 7, № 3. – P. 151 – 161.
15. Breiner J.M., Mark J.E. Preparation, structure, growth mechanisms and properties of
siloxane composites containing silica, titania or mixed silica-titania phases // Polymer. –
1998. – V. 39, № 22. – P. 5483 – 5493.
16. Dire S., Campostrini R., Ceccato R. Pyrolysis Chemistry of Sol-Gel-Derived
Poly(dimethylsiloxane) – Zirconia Nanocomposites. Influence of Zirconium on Polymer-
to-Ceramic Conversion // Chem. Mater. – 1998. – № 10. – P. 268 – 278.
17. Yamada N., Yoshinaga I., Katayama S. Synthesis and dynamic mechanical behaviour of
inorganic-organic hybrids containing various inorganic components // J. Mater. Chem. –
1997. – V. 7, № 8. – P. 1491 – 1495.
18. Alonso B., Sanchez C. Structural investigation of polydimethylsiloxane-vanadate hybrid
materials // J. Mater. Chem. – 2000. – V. 10, № 2 – P. 377 – 386.
19. Iwamoto T., Mackenzie J.D. Hard Ormosils Prepared with Ultrasonic Irradiation // J. Sol-
Gel Sci. and Techn. – 1995. – № 4. – P. 141 – 150.
20. Wen J., Mark J.E. Synthesis, Structure, and Properties of Poly(dimethylsiloxane)
Networks Reinforced by in Situ-Precipitated Silica-Titania, Silica-Zirconia, and Silica-
Alumina Mixed Oxides // J. Appl. Polym. Sci. – 1995. – V. 58. – P. 1135 – 1145.
21. Dire S., Ceccato R., Gialanella S., Babonneau F. Thermal Evolution and crystallisation of
Polydimethylsiloxane-Zirconia Nanocomposites Prepared by the Sol-Gel Method //
J. Europ. Ceram. Soc. – 1999. – V. 19, № 16. – P. 2849 – 2858.
22. Guermeur C., Lambard J., Gerard J., Sanchez C. Hybrid polydimethylsiloxane-zirconium
oxo nanocomposites. Part 1 Characterization of the matrix and the siloxane-zirconium oxo
interface // J. Mater. Chem. – 1999. – V. 9, № 3. – P. 769 – 778.
23. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Адсорбция полимеров. – К.: Наук. думка, 1972. –
196 с.
24. Leger L., Hervet H., Deruell M. Adsorption of polydimethylsiloxane chaines on silica
surfaces // Adsorption on silica surfaces. – N-Y., 2000. – Part 6. – P. 597 – 621.
25. Vansant E.F., Van Der Voort P., Vrancken K.C. Characterization and Chemical
Modification of the Silica Surface // Studies in Surface Science and Catalysis. – V. 93. –
Elsevier. Amsterdam – Tokyo, 1995. – 556 p.
И.Я. Сулим, Н.В. Борисенко
И.Я. Сулим, Н.В. Борисенко
Концентрация
КонцентрацияПДМС, мас. %
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-221 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:06:11Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/c1/3d9c4566eed88d0cbd1601c4cdf102c1.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-2212018-11-27T09:40:57Z Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface Химические превращения полидиметилсилоксана, адсорбированного на поверхности нанокомпозита ZrO2/SiO2 Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface Sulim, I. Ya. Borisenko, N. V. By means of the IR-spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis a research has been made into peculiarity of thermal stimulated chemical transformation of adsorbed polydimethilsiloxan, as well as influence of surface active centre on these transformations. It shown, that the zirconium dioxide raises spalling resistance dimethylsililic groups. It was experimentally estimate, that PDMS provides stable hydrophobic properties of SiО2/PDMS nanocompound in the temperature interval 100 – 400 ºC with concentration of the PDMS 8 – 40 %. Zirconium dioxide presence increases thermal stability of hydrophobic coating (20, 40 % PDMS ) up to 500 ºС. Методами ИК-спектроскопии, термогравиметрии и дифференциального термического анализа исследованы особенности термически стимулированных химических превращений адсорбированного полидиметилсилоксана, а также влияние природы активных центров поверхности на эти преобразования. Показано, что диоксид циркония повышает термическую стойкость диметилсилильных групп. Также установлено, что полидиметилсилоксан обусловливает гидрофобные свойства нанокомпозита SiО2/полидиметилсилоксан в интервале температур 100 – 400 ºC при концентрации полимера 8 – 40 %, а присутствие диоксида циркония повышает термическую стойкость гидрофобного покрытия (20, 40 % ПДМС) до температуры 500 ºC. By means of the IR-spectroscopy, thermogravimetry and differential thermal analysis a research has been made into peculiarity of thermal stimulated chemical transformation of adsorbed polydimethilsiloxan, as well as influence of surface active centre on these transformations. It shown, that the zirconium dioxide raises spalling resistance dimethylsililic groups. It was experimentally estimate, that PDMS provides stable hydrophobic properties of SiО2/PDMS nanocompound in the temperature interval 100 – 400 ºC with concentration of the PDMS 8 – 40 %. Zirconium dioxide presence increases thermal stability of hydrophobic coating (20, 40 % PDMS ) up to 500 ºС. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2007-06-21 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/221 Surface; No. 13 (2007): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 159-166 Поверхность; № 13 (2007): Химия, физика и технология поверхности; 159-166 Поверхня; № 13 (2007): Хімія, фізика та технологія поверхні; 159-166 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/221/220 Авторське право (c) 2007 I.Ya. Sulim, N.V. Borisenko |
| spellingShingle | Sulim, I. Ya. Borisenko, N. V. Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title_alt | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface Химические превращения полидиметилсилоксана, адсорбированного на поверхности нанокомпозита ZrO2/SiO2 |
| title_full | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title_fullStr | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title_full_unstemmed | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title_short | Chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on ZrO2/SiO2 nanocomposite surface |
| title_sort | chemical transformations of polydimethylsiloxane adsorbed on zro2/sio2 nanocomposite surface |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/221 |
| work_keys_str_mv | AT sulimiya chemicaltransformationsofpolydimethylsiloxaneadsorbedonzro2sio2nanocompositesurface AT borisenkonv chemicaltransformationsofpolydimethylsiloxaneadsorbedonzro2sio2nanocompositesurface AT sulimiya himičeskieprevraŝeniâpolidimetilsiloksanaadsorbirovannogonapoverhnostinanokompozitazro2sio2 AT borisenkonv himičeskieprevraŝeniâpolidimetilsiloksanaadsorbirovannogonapoverhnostinanokompozitazro2sio2 |