Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів
A series of nanocomposites based on polyurethane matrix (PU) have been synthesized using 1,2-propanediolisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) as functionalized nanofiller. The effect of POSS content (0–10% by weight) on the structure and properties of the created nanocomposites have...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/401 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543882176626688 |
|---|---|
| author | Karabanova, L. V. Honcharova, L. A. Sapsay, V. I. Klymchuk, D. O. |
| author_facet | Karabanova, L. V. Honcharova, L. A. Sapsay, V. I. Klymchuk, D. O. |
| author_sort | Karabanova, L. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:22Z |
| description | A series of nanocomposites based on polyurethane matrix (PU) have been synthesized using 1,2-propanediolisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) as functionalized nanofiller. The effect of POSS content (0–10% by weight) on the structure and properties of the created nanocomposites have been investigated. The polymer matrix (PU network) was synthesized from adduct of trimethylolpropane (TMP) and toluene 2,4-diisocyanate (TDI), and oligoetherglycol with Mw = 5000 g/mol-1. FTIR analysis was used for investigation of 1,2-propanediolisobutyl-POSS incorporation possibility into PU matrix. The FTIR spectra of neat POSS, neat TDI-TMP adduct and model system adduct+POSS before curing and after curing were analyzed. The FTIR-ATR data obtained evidence that the POSS structure is chemically incorporated into the PU matrix during process of nanocomposites preparation. The thermal behaviour of POSS-containing nanocomposites by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) was investigated. From the DSC data the glass transition temperature (Tg) of the nanocomposites was found to be increased with increasing of POSS content. Overall the results of thermal properties investigation of POSS-containing nanocomposites demonstrate that the created nanocomposites are significantly more thermally stable in compare with native matrix. The morphology of POSS-containing nanocomposites by SEM was analyzed. The incorporation of the POSS nanoparticles into PU matrix was found results in the formation of more ordered structure. Consequently the POSS introduced into PU matrix acts as nanostructuring agent. As a result the nanocomposites with more ordered structure are formed, so leading to obtaining of materials with improved thermal stability. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:47Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-401 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:41Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4012022-06-29T10:15:22Z Synthesis, morphology and thermal properties of the POSS-containing polyurethane nanocomposites Синтез, морфология и термические свойства POSS-содержащих полиуретановых нанокомпозитов Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів Karabanova, L. V. Honcharova, L. A. Sapsay, V. I. Klymchuk, D. O. polyurethane polyhedral oligomeric silsesquioxanes nanocomposite morphology Fourier transform infrared spectroscopy differential scanning calorimetry thermogravimetric analysis поліуретан поліедральний олігомерний сілсесквіоксан нанокомпозит морфологія Фур’є інфрачервона спектроскопія диференційна скануюча калориметрія термогравіметричний аналіз полиуретан полиэдральный олигомерный силсесквиоксан нанокомпозит морфология Фурье инфракрасная спектроскопия дифференциальная сканирующая калориметрия термогравиметрический анализ A series of nanocomposites based on polyurethane matrix (PU) have been synthesized using 1,2-propanediolisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) as functionalized nanofiller. The effect of POSS content (0–10% by weight) on the structure and properties of the created nanocomposites have been investigated. The polymer matrix (PU network) was synthesized from adduct of trimethylolpropane (TMP) and toluene 2,4-diisocyanate (TDI), and oligoetherglycol with Mw = 5000 g/mol-1. FTIR analysis was used for investigation of 1,2-propanediolisobutyl-POSS incorporation possibility into PU matrix. The FTIR spectra of neat POSS, neat TDI-TMP adduct and model system adduct+POSS before curing and after curing were analyzed. The FTIR-ATR data obtained evidence that the POSS structure is chemically incorporated into the PU matrix during process of nanocomposites preparation. The thermal behaviour of POSS-containing nanocomposites by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) was investigated. From the DSC data the glass transition temperature (Tg) of the nanocomposites was found to be increased with increasing of POSS content. Overall the results of thermal properties investigation of POSS-containing nanocomposites demonstrate that the created nanocomposites are significantly more thermally stable in compare with native matrix. The morphology of POSS-containing nanocomposites by SEM was analyzed. The incorporation of the POSS nanoparticles into PU matrix was found results in the formation of more ordered structure. Consequently the POSS introduced into PU matrix acts as nanostructuring agent. As a result the nanocomposites with more ordered structure are formed, so leading to obtaining of materials with improved thermal stability. Синтезирована серия нанокомпозитов на основе полиуретановой матрицы (ПУ) с использованием 1,2-пропандиолизобутилполиэдрального олигомерного силсесквиоксана (POSS) как функционального нанонаполнителя. Исследовано влияние содержания POSS на структуру и свойства созданных нанокомпозитов. Полимерная матрица (ПУ сетка) синтезирована на основе аддукта триметилолпропана (ТМП), толуилен-2,4-диизоцианата (ТДИ) и олигоэфиргликоля с Mw = 5000 г/моль-1. Модельная система на основе аддукта ТМП с ТДИ была использована для исследования возможности встраивания POSS в полиуретановую сетку с применением FTIR спектроскопии. Структура и морфология POSS-содержащих нанокомпозитов исследована методами FTIR-ATR спектроскопии и SEM. Термические свойства исследованы методами ДСК и ТГА. Показано, что введение POSS в ПУ матрицу приводит к повышению термической стабильности созданных нанокомпозитов. Синтезована серія нанокомпозитів на основі поліуретанової матриці (ПУ) із використанням 1,2-пропандіолізобутилполіедрального олігомерного сілсесквіоксану (POSS) як функціонального нанонаповнювача. Досліджено вплив вмісту POSS на структуру та властивості створених нанокомпозитів. Полімерна матриця (ПУ сітка) синтезована на основі адукту триметилолпропану (ТМП), толуїлен-2,4-діізоцианату (ТДІ) та олігоетергліколю з Mw = 5000 г/моль-1. Модельна система на основі адукту ТМП з ТДІ була використана для дослідження можливості вбудовування POSS в поліуретанову сітку із застосуванням FTIR спектроскопії. Структура та морфологія POSS-вмісних нанокомпозитів досліджена методами FTIR-ATR спектроскопії та SEM. Термічні властивості досліджені методами ДСК та ТГА. Показано, що введення POSS в ПУ матрицю призводить до підвищення термічної стабільності створених нанокомпозитів. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-11-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/401 10.15407/hftp07.04.413 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 4 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 413-420 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 4 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 413-420 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 4 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 413-420 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/401/398 Copyright (c) 2016 L. V. Karabanova, L. A. Honcharova, V. I. Sapsay, D. O. Klymchuk |
| spellingShingle | поліуретан поліедральний олігомерний сілсесквіоксан нанокомпозит морфологія Фур’є інфрачервона спектроскопія диференційна скануюча калориметрія термогравіметричний аналіз Karabanova, L. V. Honcharova, L. A. Sapsay, V. I. Klymchuk, D. O. Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title | Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title_alt | Synthesis, morphology and thermal properties of the POSS-containing polyurethane nanocomposites Синтез, морфология и термические свойства POSS-содержащих полиуретановых нанокомпозитов |
| title_full | Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title_fullStr | Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title_full_unstemmed | Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title_short | Синтез, морфологія та термічні властивості POSS-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| title_sort | синтез, морфологія та термічні властивості poss-вмісних поліуретанових нанокомпозитів |
| topic | поліуретан поліедральний олігомерний сілсесквіоксан нанокомпозит морфологія Фур’є інфрачервона спектроскопія диференційна скануюча калориметрія термогравіметричний аналіз |
| topic_facet | polyurethane polyhedral oligomeric silsesquioxanes nanocomposite morphology Fourier transform infrared spectroscopy differential scanning calorimetry thermogravimetric analysis поліуретан поліедральний олігомерний сілсесквіоксан нанокомпозит морфологія Фур’є інфрачервона спектроскопія диференційна скануюча калориметрія термогравіметричний аналіз полиуретан полиэдральный олигомерный силсесквиоксан нанокомпозит морфология Фурье инфракрасная спектроскопия дифференциальная сканирующая калориметрия термогравиметрический анализ |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/401 |
| work_keys_str_mv | AT karabanovalv synthesismorphologyandthermalpropertiesoftheposscontainingpolyurethanenanocomposites AT honcharovala synthesismorphologyandthermalpropertiesoftheposscontainingpolyurethanenanocomposites AT sapsayvi synthesismorphologyandthermalpropertiesoftheposscontainingpolyurethanenanocomposites AT klymchukdo synthesismorphologyandthermalpropertiesoftheposscontainingpolyurethanenanocomposites AT karabanovalv sintezmorfologiâitermičeskiesvojstvaposssoderžaŝihpoliuretanovyhnanokompozitov AT honcharovala sintezmorfologiâitermičeskiesvojstvaposssoderžaŝihpoliuretanovyhnanokompozitov AT sapsayvi sintezmorfologiâitermičeskiesvojstvaposssoderžaŝihpoliuretanovyhnanokompozitov AT klymchukdo sintezmorfologiâitermičeskiesvojstvaposssoderžaŝihpoliuretanovyhnanokompozitov AT karabanovalv sintezmorfologíâtatermíčnívlastivostípossvmísnihpolíuretanovihnanokompozitív AT honcharovala sintezmorfologíâtatermíčnívlastivostípossvmísnihpolíuretanovihnanokompozitív AT sapsayvi sintezmorfologíâtatermíčnívlastivostípossvmísnihpolíuretanovihnanokompozitív AT klymchukdo sintezmorfologíâtatermíčnívlastivostípossvmísnihpolíuretanovihnanokompozitív |