Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану
The influence of the electronic subsystem of nanographene particles modified with titanium dioxide nanoparticles on the thermal destruction of the polymer matrix is analyzed. The variation in the conductivity of the modifiers made it possible to vary the effect of the metallic electronic system of g...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/770 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291965091151872 |
|---|---|
| author | Сігарьова, Н.В. Місчанчук, О.В. Горєлов, Б.М. |
| author_facet | Сігарьова, Н.В. Місчанчук, О.В. Горєлов, Б.М. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Сігарьова, Н.В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-03-25T09:24:48Z |
| description | The influence of the electronic subsystem of nanographene particles modified with titanium dioxide nanoparticles on the thermal destruction of the polymer matrix is analyzed. The variation in the conductivity of the modifiers made it possible to vary the effect of the metallic electronic system of graphene on thermal destruction by attenuating its effect through the transfer of energy to the electronic subsystem throughout the semiconductor film of anatase and excluding its effect on thermal destruction through a wide-band TiO2 dielectric of rutile form, which is opaque for energy transfer to the electronic subsystem. The application of such films does not affect the thermal processes in which the phonon subsystems of polymer, graphene and crystal modifiers are involved.
The method of thermally programmable desorption mass spectrometry investigated the thermal destruction of hybrid composites of epoxy resin with graphene, namely the effect of surface modification of multilayer graphene particles by nanoparticles of pyrogenic titanium dioxide (anatase and rutile forms) on the thermal stability of hybrid epoxy composites in the temperature range of 40 − 800 °C. The activation energies Ed of destruction of atomic fragments of the polymer structure with the value m/z in the range of 16 ‒ 140 D were determined.
It has been established that the thermal destruction of fragments of the polymer structure of epoxy resin composites with graphene modified with anatase and rutile forms of titanium dioxide is determined by the peculiarities of thermal transport at the polymer-modifier interfaces. Modification of graphene particles by the anatase form of titanium dioxide leads to increased thermal stability of polymer chains and cross-links in epoxycomposites in the entire range of m/z values of desorbed fragments. Filling the resin with graphene particles coated with the rutile form of TiO2 practically does not affect the intensity of thermal destruction of the composite matrix. The Ed values of different destruction fragments in composites with unmodified and modified graphene are in the range of 50 ‒ 130 kJ/mol. The value of Ed increases by 5 ‒ 10 kJ/mol when the resin is filled with graphene nanoparticles, while the coating of particles with titanium dioxide of the anatase and rutile phases practically does not change the value of Ed of the vast majority of fragments. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2023.15.175 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:38Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-770 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-09-24T17:46:01Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7702024-03-25T09:24:48Z Thermal resistance of epoxy resin composites with nanographene modified titanium dioxide Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану Сігарьова, Н.В. Місчанчук, О.В. Горєлов, Б.М. epoxy resin heat resistance titanium dioxide polymer composite nanographene ativation energy епоксидна смола термостійкість діоксид титану полімерний композит нанографен енергія активації The influence of the electronic subsystem of nanographene particles modified with titanium dioxide nanoparticles on the thermal destruction of the polymer matrix is analyzed. The variation in the conductivity of the modifiers made it possible to vary the effect of the metallic electronic system of graphene on thermal destruction by attenuating its effect through the transfer of energy to the electronic subsystem throughout the semiconductor film of anatase and excluding its effect on thermal destruction through a wide-band TiO2 dielectric of rutile form, which is opaque for energy transfer to the electronic subsystem. The application of such films does not affect the thermal processes in which the phonon subsystems of polymer, graphene and crystal modifiers are involved. The method of thermally programmable desorption mass spectrometry investigated the thermal destruction of hybrid composites of epoxy resin with graphene, namely the effect of surface modification of multilayer graphene particles by nanoparticles of pyrogenic titanium dioxide (anatase and rutile forms) on the thermal stability of hybrid epoxy composites in the temperature range of 40 − 800 °C. The activation energies Ed of destruction of atomic fragments of the polymer structure with the value m/z in the range of 16 ‒ 140 D were determined. It has been established that the thermal destruction of fragments of the polymer structure of epoxy resin composites with graphene modified with anatase and rutile forms of titanium dioxide is determined by the peculiarities of thermal transport at the polymer-modifier interfaces. Modification of graphene particles by the anatase form of titanium dioxide leads to increased thermal stability of polymer chains and cross-links in epoxycomposites in the entire range of m/z values of desorbed fragments. Filling the resin with graphene particles coated with the rutile form of TiO2 practically does not affect the intensity of thermal destruction of the composite matrix. The Ed values of different destruction fragments in composites with unmodified and modified graphene are in the range of 50 ‒ 130 kJ/mol. The value of Ed increases by 5 ‒ 10 kJ/mol when the resin is filled with graphene nanoparticles, while the coating of particles with titanium dioxide of the anatase and rutile phases practically does not change the value of Ed of the vast majority of fragments. Проаналізовано вплив електронної підсистеми частинок нанографену модифікованих наночастинками діоксиду титану на терморуйнування полімерної матриці. Варіація провідності модифікаторів дозволяла варіювати вплив металевої електронної системи графену на термодеструкцію шляхом послаблення її впливу через передачу енергії електронній підсистемі скрізь напівпровідникову плівку анатазу та виключення її впливу на термодеструкцію через непрозорий для передачі енергії в електронну підсистему широкозонний діелектрик TiO2 рутилової форми. Нанесення таких плівок не впливає на теплові процеси, в яких задіяна фононні підсистеми полімеру, графену та кристалічних модифікаторів. Методом термопрограмованої десорбційної мас-спектрометрії досліджено термодеструкцію гібридних композитів епоксидної смоли з графеном, а саме вплив модифікації поверхні частинок багатошарового графену наночастинками пірогенного диоксиду титану (анатазної та рутилової форм) на термостійкість гібридних епоксикомпозитів у температурному інтервалі 40 ‒ 800 оС. Визначені енергії активації Еd  деструкції атомних фрагментів полімерної структури з величиною m/z в інтервалі 16 - 140 D.  Встановлено, що термодеструкція фрагментів полімерної структури композитів епоксидної смоли з графеном, модифікованим анатазною та рутиловою формами діоксиду титану визначається особливостями теплового транспорту на міжфазних границях полімер – модифікатор. Модифікація частинок графену анатазною формою діоксиду титану приводить до посилення термостійкості полімерних ланцюгів та поперечних зв’язків в епоксикомпозитах у всьому діапазоні значень m/z десорбованих фрагментів. Наповнення смоли частинками графену покритих рутильною формою TiO2 практично не впливає на інтенсивність термодеструкції матриці композитів. Значення Еd різних фрагментів деструкції в композитах з немодифікованим та модифікованим графеном знаходяться в  межах 50 ‒ 130 кДж/моль. Величина Еd росте на 5 ‒ 10 кДж/моль за наповнення смоли наночастинками графену, тоді як покриття частинок діоксидом титану анатазної та рутильної фаз практично не змінює величину Еd переважної більшості фрагментів. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-12-03 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/770 10.15407/Surface.2023.15.175 Surface; No. 15(30) (2023): Surface; 175-184 Поверхность; № 15(30) (2023): Поверхня; 175-184 Поверхня; № 15(30) (2023): Поверхня; 175-184 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2023.15 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/770/764 Авторське право (c) 2023 Н.В. Сігарьова, О.В. Місчанчук, Б.М. Горєлов |
| spellingShingle | епоксидна смола термостійкість діоксид титану полімерний композит нанографен енергія активації Сігарьова, Н.В. Місчанчук, О.В. Горєлов, Б.М. Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title | Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title_alt | Thermal resistance of epoxy resin composites with nanographene modified titanium dioxide |
| title_full | Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title_fullStr | Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title_full_unstemmed | Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title_short | Термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| title_sort | термостійкість композитів епоксидної смоли з нанографеном модифікованим діоксидом титану |
| topic | епоксидна смола термостійкість діоксид титану полімерний композит нанографен енергія активації |
| topic_facet | epoxy resin heat resistance titanium dioxide polymer composite nanographene ativation energy епоксидна смола термостійкість діоксид титану полімерний композит нанографен енергія активації |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/770 |
| work_keys_str_mv | AT sígarʹovanv thermalresistanceofepoxyresincompositeswithnanographenemodifiedtitaniumdioxide AT mísčančukov thermalresistanceofepoxyresincompositeswithnanographenemodifiedtitaniumdioxide AT gorêlovbm thermalresistanceofepoxyresincompositeswithnanographenemodifiedtitaniumdioxide AT sígarʹovanv termostíjkístʹkompozitívepoksidnoísmoliznanografenommodifíkovanimdíoksidomtitanu AT mísčančukov termostíjkístʹkompozitívepoksidnoísmoliznanografenommodifíkovanimdíoksidomtitanu AT gorêlovbm termostíjkístʹkompozitívepoksidnoísmoliznanografenommodifíkovanimdíoksidomtitanu |