Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи
In order to create nanocomposites based on polar polycondensing polymers with montmorillonite, a new method of layered silicate surface modification has been developed. Modification is carried out by ion exchange of inorganic cations on the montmorillonite surface with organicones.We used the natura...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/497 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543906717499392 |
|---|---|
| author | Gonchar, O. M. |
| author_facet | Gonchar, O. M. |
| author_sort | Gonchar, O. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:03:38Z |
| description | In order to create nanocomposites based on polar polycondensing polymers with montmorillonite, a new method of layered silicate surface modification has been developed. Modification is carried out by ion exchange of inorganic cations on the montmorillonite surface with organicones.We used the natural montmorillonite of the Askania deposit (Georgia). Natural montmorillonite was transferred to the sodium form by treatment with sodium carbonate, to ensure the maximum exchange capacity of the mineral surface.The exchange capacity on the surface of montmorillonite sodium form was determined by analysis of the adsorption of the methylene blue by photocolorimetry. The new synthesized modifier oligourethaneamineammonium chloride, simultaneously comprising polar urethane fragments and reactive amino groups, has been used for montmorillonite modification.The synthesis of oligourethaneamineammonium chloride was carried out in two stages without isolation of intermediate products, with the formation of a modifier solution of a given concentration. The content of amino groups in the modifier was determined by acid-base titration method. The amount of adsorbed oligourethaneamineammonium chloride was determined by the thermogravimetric analysis. The increase in interlayer distance, due to montmorillonite modification, was determined by X-ray analysis. The urethane fragments in the composition of the new modifier provide swelling in polar aprotic solvents, which contributes to the process of nanoparticle separation, the diffusion of polar monomer into the interlayer space and the formation of hydrogen bonds between the modified surface and polymer matrix. The presence of available amino groups located at the end of the oligomer molecules contributes to the formation of a chemical bond with the polymer matrix during the polycondensation processes. The formation of physical and chemical bonds with the polar polycondensing polymer matrix promotes the increase of nanocomposite operational properties, in particular, physic-mechanical ones.The increase of the tensile strength of the polyepoxide based nanocomposite was found by a factor of 2.1 compared with the initial polymer matrix at montmorillonite concentration of 2 wt. %. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:35Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-497 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:00Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4972022-06-29T10:03:38Z Modification of the montmorillonite surface with oligourethane containing functional amino groups Модификация поверхности монтмориллонита олигоуретаном, содержащим функциональные аминогруппы Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи Gonchar, O. M. modifier modification of montmorillonite nanocomposites модифікатор модифікація монтморилоніту нанокомпозити модификатор модификация монтмориллонита нанокомпозиты In order to create nanocomposites based on polar polycondensing polymers with montmorillonite, a new method of layered silicate surface modification has been developed. Modification is carried out by ion exchange of inorganic cations on the montmorillonite surface with organicones.We used the natural montmorillonite of the Askania deposit (Georgia). Natural montmorillonite was transferred to the sodium form by treatment with sodium carbonate, to ensure the maximum exchange capacity of the mineral surface.The exchange capacity on the surface of montmorillonite sodium form was determined by analysis of the adsorption of the methylene blue by photocolorimetry. The new synthesized modifier oligourethaneamineammonium chloride, simultaneously comprising polar urethane fragments and reactive amino groups, has been used for montmorillonite modification.The synthesis of oligourethaneamineammonium chloride was carried out in two stages without isolation of intermediate products, with the formation of a modifier solution of a given concentration. The content of amino groups in the modifier was determined by acid-base titration method. The amount of adsorbed oligourethaneamineammonium chloride was determined by the thermogravimetric analysis. The increase in interlayer distance, due to montmorillonite modification, was determined by X-ray analysis. The urethane fragments in the composition of the new modifier provide swelling in polar aprotic solvents, which contributes to the process of nanoparticle separation, the diffusion of polar monomer into the interlayer space and the formation of hydrogen bonds between the modified surface and polymer matrix. The presence of available amino groups located at the end of the oligomer molecules contributes to the formation of a chemical bond with the polymer matrix during the polycondensation processes. The formation of physical and chemical bonds with the polar polycondensing polymer matrix promotes the increase of nanocomposite operational properties, in particular, physic-mechanical ones.The increase of the tensile strength of the polyepoxide based nanocomposite was found by a factor of 2.1 compared with the initial polymer matrix at montmorillonite concentration of 2 wt. %. С целью создания нанокомпозитов на основе поликонденсационных полярных полимеров с монтмориллонитом разработан новый способ модифицирования поверхности слоистого силиката. Модифицирование осуществляется по механизму ионного обмена неорганических катионов на поверхности монтмориллонита органическими. В работе использован природный монтмориллонит Асканского месторождения (Грузия). Природный монтмориллонит переводили в натриевую форму путем обработки карбонатом натрия, для обеспечения максимальной обменной емкости поверхности минерала. Обменную емкость на поверхности натриевой формы монтмориллонита определяли по анализу адсорбции индикатора метиленового голубого методом фотоколориметрии. Для модифицирования монтмориллонита предложено использование нового синтезированного нами модификатора олигоуретанаминаммоний хлорида, содержащего в своем составе одновременно полярные уретановые фрагменты и реакционноспособные аминогруппы. Синтез олигоуретанаминаммоний хлорида осуществлялся в две стадии без выделения промежуточных продуктов с образованием раствора модификатора заданной концентрации. Методом кислотно-щелочного титрования определено содержание аминогрупп в составе модификатора. Количество адсорбированного олигоуретанаминаммоний хлорида определялась методом термогравиметрического анализа. Увеличение межслоевого расстояния, вследствие модификации монтмориллонита, определено методом рентгеноструктурного анализа. Уретановые фрагменты в составе нового модификатора обеспечивают набухание в полярных апротонных растворителях, что способствует процессу расслоения наночастиц, диффузии полярного мономера в межслоевое пространство и образованию водородных связей между модифицированной поверхностью и полимерной матрицей. Наличие доступных аминогрупп, расположенных на конце молекул олигомера, способствует образованию химической связи с полимерной матрицей в процессах поликонденсации. Образование физических и химических связей с матрицей полярных поликонденсационных полимеров способствует повышению эксплуатационных свойств нанокомпозитов, в частности физико-механических. Установлено повышение разрывной прочности полимерного нанокомпозита на основе полиэпоксида в 2.1 раза по сравнению с исходной полимерной матрицей при концентрации монтмориллонита 2 масс. %. З метою створення нанокомпозитів на основі поліконденсаційних полярних полімерів з монтморилонітом (ММТ) розроблено новий спосіб модифікування поверхні шаруватого силікату. Модифікування здійснюється за механізмом іонного обміну неорганічних катіонів на поверхні монтморилоніту на органічні. В роботі використано природний монтморилоніт Асканського родовища (Грузія). Природний монтморилоніт переводили у натрієву форму шляхом обробки карбонатом натрію, для забезпечення максимальної обмінної ємності поверхні мінералу. Обмінну ємність на поверхні натрієвої форми монтморилоніту визначали за аналізом адсорбції індикатора метиленового блакитного методом фотоколориметрії. Для модифікування монтморилоніту запропоновано використання нового синтезованого нами модифікатора олігоуретанамінамоній хлориду, що містить у своєму складі одночасно полярні уретанові фрагменти та реакційноздатні аміногрупи. Синтез олігоуретанамінамоній хлориду здійснювався у дві стадії без виділення проміжних продуктів з утворенням розчину модифікатора заданої концентрації. Методом кислотно-лужного титрування визначено вміст аміногруп у складі модифікатора. Кількість адсорбованого олігоуретанамінамоній хлориду визначалась методом термогравиметричного аналізу. Підвищення міжшарової відстані внаслідок модифікації монтморилоніту визначено методом рентгеноструктурного аналізу.Уретанові фрагменти у складі нового модифікатора забезпечують набухання в полярних апротонних розчинниках, що сприяє процесу розшаруванню наночасток, дифузії полярного мономера у міжшаровий простір та утворенню водневих зв’язків поверхні ММТ з полімерною матрицею. Наявність доступних аміногруп, що розташовані на кінці молекул олігомера, сприяє утворенню хімічного зв’язку з полімерною матрицею в процесах поліконденсації. Утворення фізичних та хімічних зв’язків з матрицею полярних поліконденсаційних полімерів сприяє підвищенню експлуатаційних властивостей нанокомпозитів, зокрема фізико-механічних. Встановлено підвищення розривної міцності полімерного нанокомпозиту на основі поліепоксиду у 2.1 рази в порівнянні з вихідною полімерною матрицею при концентрації монтморилоніту 2 мас. %. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2019-02-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/497 10.15407/hftp10.01.087 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 10 No. 1 (2019): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 87-93 Химия, физика и технология поверхности; Том 10 № 1 (2019): Химия, физика и технология поверхности; 87-93 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 10 № 1 (2019): Хімія, фізика та технологія поверхні; 87-93 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp10.01 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/497/499 Copyright (c) 2019 O. M. Gonchar |
| spellingShingle | модифікатор модифікація монтморилоніту нанокомпозити Gonchar, O. M. Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title | Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title_alt | Modification of the montmorillonite surface with oligourethane containing functional amino groups Модификация поверхности монтмориллонита олигоуретаном, содержащим функциональные аминогруппы |
| title_full | Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title_fullStr | Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title_full_unstemmed | Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title_short | Модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| title_sort | модифікування поверхні монтморилоніту олігоуретаном, що містить функціональні аміногрупи |
| topic | модифікатор модифікація монтморилоніту нанокомпозити |
| topic_facet | modifier modification of montmorillonite nanocomposites модифікатор модифікація монтморилоніту нанокомпозити модификатор модификация монтмориллонита нанокомпозиты |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/497 |
| work_keys_str_mv | AT goncharom modificationofthemontmorillonitesurfacewitholigourethanecontainingfunctionalaminogroups AT goncharom modifikaciâpoverhnostimontmorillonitaoligouretanomsoderžaŝimfunkcionalʹnyeaminogruppy AT goncharom modifíkuvannâpoverhnímontmorilonítuolígouretanomŝomístitʹfunkcíonalʹníamínogrupi |