Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС
A promising trend in modern material science is the development of new composite materials based on organic-inorganic systems with unique characteristics that combine the properties of individual components. Hybrid organic-inorganic composites based on the system of mono- or dimethacrylate and tetra...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/451 |
| 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_ | 1856543895601545216 |
|---|---|
| author | Khovanets’, G. I. Makido, O. Yu. Medvedevskikh, Yu. G. Yevchuk, I. Yu. |
| author_facet | Khovanets’, G. I. Makido, O. Yu. Medvedevskikh, Yu. G. Yevchuk, I. Yu. |
| author_sort | Khovanets’, G. I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:04:29Z |
| description | A promising trend in modern material science is the development of new composite materials based on organic-inorganic systems with unique characteristics that combine the properties of individual components. Hybrid organic-inorganic composites based on the system of mono- or dimethacrylate and tetraethoxysilane (TEOS) were synthesized. The influence of the structure of the polymer matrix (2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or oligoesteracrylate (MGF-9)) and the composition of relates hybrid systems on thermomechanical properties and molecular structure of the resulting composites and kinetics of polymerization till deep conversion has been studied. The synthesis of composites was carried out via the process of simultaneous polymerization of the mixtures of liquid organic and inorganic components, during which the inorganic structure is formed in situ in the polymer matrix. The kinetics of stationary photoinitiated polymerization of monomer-tetraethoxysilane systems in thin films till deep conversion was investigated by laser interferometry. The experimental integral and differential kinetic curves were obtained and kinetic parameters of photoinitiated polymerization of the studied systems were determined. As a result, the dependence of the values of the maximum rate of polymerization, conversion and time of its achievement on the ratio monomer : tetraethoxysilane in the compositions was revealed. The kinetic features of polymerization of mono- and dimethacrylates were described using the concept of microheterogeneity of the process of photoinitiated polymerization till deep conversion. The thermomechanical analysis determined the characteristic temperatures, the values of the thermomechanical structural-molecular parameters of the composites were calculated as well. It was shown that when introducing an inorganic filler into a matrix of monomethacrylate, the linear growth of the thermomechanical stability of the material can be observed depending on the quantity of TEOS, while in the case of dimethacrylate matrix this dependence can be characterized by the presence of an extremum, which is related to the formed composites. It was found that HEMA : TEOS = 95 : 5 vol. % and MGF-9 : TEOS = 90 : 10 vol. % composites have the improved thermomechanical properties.The obtained composites can be perspective for the use as a protective coating, in particular for solar collectors, and a basis for the manufacture of conductive membranes for fuel cells. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:09Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-451 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:50Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4512022-06-29T10:04:29Z The influence of polymeric matrix structure on the kinetic and thermomechanical properties of organic-inorganic composites based on TEOS Влияние строения полимерной матрицы на кинетические и термомеханические свойства органо-неорганических композитов на основе ТЭОС Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС Khovanets’, G. I. Makido, O. Yu. Medvedevskikh, Yu. G. Yevchuk, I. Yu. organic-inorganic composite sol-gel system photoinitiated polymerization kinetics of polymerization till deep conversion thermomechanical analysis органо-неорганічний композит золь-гель система фотоініційована полімеризація кінетика до глибоких конверсій термомеханічний аналіз органо-неорганический композит золь-гель система фотоинициированная полимеризация кинетика до глубоких конверсий термомеханический анализ A promising trend in modern material science is the development of new composite materials based on organic-inorganic systems with unique characteristics that combine the properties of individual components. Hybrid organic-inorganic composites based on the system of mono- or dimethacrylate and tetraethoxysilane (TEOS) were synthesized. The influence of the structure of the polymer matrix (2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or oligoesteracrylate (MGF-9)) and the composition of relates hybrid systems on thermomechanical properties and molecular structure of the resulting composites and kinetics of polymerization till deep conversion has been studied. The synthesis of composites was carried out via the process of simultaneous polymerization of the mixtures of liquid organic and inorganic components, during which the inorganic structure is formed in situ in the polymer matrix. The kinetics of stationary photoinitiated polymerization of monomer-tetraethoxysilane systems in thin films till deep conversion was investigated by laser interferometry. The experimental integral and differential kinetic curves were obtained and kinetic parameters of photoinitiated polymerization of the studied systems were determined. As a result, the dependence of the values of the maximum rate of polymerization, conversion and time of its achievement on the ratio monomer : tetraethoxysilane in the compositions was revealed. The kinetic features of polymerization of mono- and dimethacrylates were described using the concept of microheterogeneity of the process of photoinitiated polymerization till deep conversion. The thermomechanical analysis determined the characteristic temperatures, the values of the thermomechanical structural-molecular parameters of the composites were calculated as well. It was shown that when introducing an inorganic filler into a matrix of monomethacrylate, the linear growth of the thermomechanical stability of the material can be observed depending on the quantity of TEOS, while in the case of dimethacrylate matrix this dependence can be characterized by the presence of an extremum, which is related to the formed composites. It was found that HEMA : TEOS = 95 : 5 vol. % and MGF-9 : TEOS = 90 : 10 vol. % composites have the improved thermomechanical properties.The obtained composites can be perspective for the use as a protective coating, in particular for solar collectors, and a basis for the manufacture of conductive membranes for fuel cells. Исследовано влияние строения полимерной матрицы гибридных органо-неорганических композитов на основе системы моно- или диметакрилата и тетраэтоксисилана, и их состава на термомеханические свойства и молекулярную структуру и кинетику полимеризации до глубоких конверсий. Получены кинетические и термомеханические кривые как композитов, так и чистых полимеров, по которым определены кинетические параметры полимеризации и характеристические температуры и термомеханические структурно-молекулярные параметры образцов. Показано, что введение неорганического наполнителя в матрицу монометакрилата способствует линейному росту термомеханической устойчивости материала, а в матрицу диметакрилата ? характеризуется наличием экстремума. Установлено, что улучшенные термомеханические свойства имеют композиты ГЭМА:ТЭОС = 95:5 об. % и МГФ-9:ТЭОС = 90:10 об. %. Досліджено вплив будови полімерної матриці гібридних органо-неорганічних композитів на основі системи моно- або диметакрилату та тетраетоксисилану, а також їх складу на термомеханічні властивості і молекулярну структуру та кінетику полімеризації до глибоких конверсій. Одержано кінетичні та термомеханічні криві як композитів, так і чистих полімерів, за якими визначено кінетичні параметри полімеризації та характеристичні температури і термомеханічні структурно-молекулярні параметри зразків. Показано, що введення неорганічного наповнювача у матрицю монометакрилату сприяє лінійному зростанню термомеханічної стійкості матеріалу, а у матрицю диметакрилату – характеризується наявністю екстремуму. З’ясовано, що покращені термомеханічні властивості мають композити ГЕМА:ТЕОС = 95:5 об. % та МГФ-9:ТЕОС = 90:10 об. %. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2018-02-28 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/451 10.15407/hftp09.01.016 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 9 No. 1 (2018): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 16-25 Химия, физика и технология поверхности; Том 9 № 1 (2018): Химия, физика и технология поверхности; 16-25 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 9 № 1 (2018): Хімія, фізика та технологія поверхні; 16-25 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp09.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/451/451 Copyright (c) 2018 G. I. Khovanets’, O. Yu. Makido, Yu. G. Medvedevskikh, I. Yu. Yevchuk |
| spellingShingle | органо-неорганічний композит золь-гель система фотоініційована полімеризація кінетика до глибоких конверсій термомеханічний аналіз Khovanets’, G. I. Makido, O. Yu. Medvedevskikh, Yu. G. Yevchuk, I. Yu. Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title | Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title_alt | The influence of polymeric matrix structure on the kinetic and thermomechanical properties of organic-inorganic composites based on TEOS Влияние строения полимерной матрицы на кинетические и термомеханические свойства органо-неорганических композитов на основе ТЭОС |
| title_full | Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title_fullStr | Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title_full_unstemmed | Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title_short | Вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі ТЕОС |
| title_sort | вплив будови полімерної матриці на кінетичні та термомеханічні властивості органо-неорганічних композитів на основі теос |
| topic | органо-неорганічний композит золь-гель система фотоініційована полімеризація кінетика до глибоких конверсій термомеханічний аналіз |
| topic_facet | organic-inorganic composite sol-gel system photoinitiated polymerization kinetics of polymerization till deep conversion thermomechanical analysis органо-неорганічний композит золь-гель система фотоініційована полімеризація кінетика до глибоких конверсій термомеханічний аналіз органо-неорганический композит золь-гель система фотоинициированная полимеризация кинетика до глубоких конверсий термомеханический анализ |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/451 |
| work_keys_str_mv | AT khovanetsgi theinfluenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT makidooyu theinfluenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT medvedevskikhyug theinfluenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT yevchukiyu theinfluenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT khovanetsgi vliâniestroeniâpolimernojmatricynakinetičeskieitermomehaničeskiesvojstvaorganoneorganičeskihkompozitovnaosnovetéos AT makidooyu vliâniestroeniâpolimernojmatricynakinetičeskieitermomehaničeskiesvojstvaorganoneorganičeskihkompozitovnaosnovetéos AT medvedevskikhyug vliâniestroeniâpolimernojmatricynakinetičeskieitermomehaničeskiesvojstvaorganoneorganičeskihkompozitovnaosnovetéos AT yevchukiyu vliâniestroeniâpolimernojmatricynakinetičeskieitermomehaničeskiesvojstvaorganoneorganičeskihkompozitovnaosnovetéos AT khovanetsgi vplivbudovipolímernoímatricínakínetičnítatermomehaníčnívlastivostíorganoneorganíčnihkompozitívnaosnovíteos AT makidooyu vplivbudovipolímernoímatricínakínetičnítatermomehaníčnívlastivostíorganoneorganíčnihkompozitívnaosnovíteos AT medvedevskikhyug vplivbudovipolímernoímatricínakínetičnítatermomehaníčnívlastivostíorganoneorganíčnihkompozitívnaosnovíteos AT yevchukiyu vplivbudovipolímernoímatricínakínetičnítatermomehaníčnívlastivostíorganoneorganíčnihkompozitívnaosnovíteos AT khovanetsgi influenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT makidooyu influenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT medvedevskikhyug influenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos AT yevchukiyu influenceofpolymericmatrixstructureonthekineticandthermomechanicalpropertiesoforganicinorganiccompositesbasedonteos |