О cамоорганизации пор в полимерных пленках с диоксидом титана и микродобавками бемита

Н.М. Антонова1
1Каменский институт Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) им. М.И. Платова, пр. К. Маркса 23, г. Каменск-Шахтинский, 347800, Россия
Аннотация
Расмотрена возможность трансформации и упорядочивания структуры в процессе самоорганизации в композиционных пленочных материалах при добавлении наноразмерных частиц. Показана возможность генерации упорядоченных ячеек-пор в сформированных на фторопластовых подложках пленках, при добавлении наночастиц бемита (AlOOH) в полимерные суспензии натрий — карбоксиметилцеллюлозы с пластификатором глицерином и порошком диоксида титана. Морфологические особенности полученных ячеистых структур изучены методами растровой электронной микроскопии. Кольцевым методом Дю-Нуи определены значения поверхностного натяжения в наполненных суспензиях и исследовано влияние добавок бемита на его величину. Для оценки силы взаимодействия компонентов в системах рассчитаны значения краевого угла смачивания, величины работы адгезии, когезии и энергии смачивания в суспензиях. Изучены особенности самоорганизации в композиционных системах с микрочастицами диоксида титана и наночастицами бемита. Для оценки степени порядка в системе использована величина выборочной энтропии Шеннона. Выявлена корреляция наименьшей вариабельности энтропии Шеннона с формированием сравнительно однородных ячеек. Выборочная энтропия Шеннона принимает в этом случае минимальное значение Н=1,173, а величина поверхностного натяжения σ = 78,1 мН / м. Определены сочетания соотношений компонентов в составе системы с наноразмерными частицами бемита и наполнителем диоксидом титана, обеспечивающие генерацию сравнительно однородных пор радиусом ≈ 300 мкм: СNa — КМЦ=100,00 г; СГЛИЦЕРИНА=3,25 г; СНАПОЛНИТЕЛЯ=2,50г; СБЕМИТА=0,15 г. Предложен сравнительно простой подход, позволяющий формировать ячеистые композиты при невысоких температурах: 50÷ 60°C. Полученные материалы могут использоваться как армирующие элементы, сорбенты, абразивы, подложки для высадки катализаторов.
Принята: 09 июня 2015
Просмотры: 59   Загрузки: 15
Ссылки
1.
D. V. Novikov, A. N. Krasovsky. Fractal grid of nanoglobule of gelatin. Solid state physics. 54 (11), 2183—2186 (2012). (in Russian) [Д. В. Новиков, А. Н. Красовский. Физика твердого тела. 54 (11), 2183—2186 (2012).]
2.
D. V. Novikov, I. S. Kurindin, V. Bukoˇsek, G. K. Elyashevich. Texture of surface and percolation effects in microcellular directed films of polyolefin. Solid state physics. 54 (11), 2176—2182 (2012). (in Russian) [Д. В. Новиков, И. С. Курындин, V. Bukoˇsek, Г. К. Ельяшевич. Физика твердого тела. 54 (11), 2176—2182 (2012).]
3.
N. M. Antonova, O. S. Ovchinnikov, A. P. Babichev. Research of influence of nanoporticles of al and nanofibres of boehmite on generation cells in composite materials based of sodium carboxymethylcellulose polymer. Nanoengineering. 3, 17—22 (2014). (in Russian) [Н. М. Антонова, О. С. Овчинников, А. П. Бабичев. Наноинженерия. 3, 17—22 (2014).]
4.
N. M. Antonova, A. P. Babichev, V. Yu. Dorofeev. Regularities of a formation of the structure of al-containing nanocomposites upon Interaction of ASD-6 Powder with Polymer Suspension. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 49 (7), 868—872 (2013).
5.
N. M. Antonova. Electron microscope investigation of aluminium-comprising nanoparticles. World Journal of Engineering. 11 (3), 209—212 (2014).
6.
Laboratory works and tasks on colloid chemistry,ed. by J. G. Frolov, A. S. Grodsky. Moscow Chemistry (1986) 216 p. (in Russian) [Ю. Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М. Химия (1988) 464 с.]
7.
A. A. Berlin, V. E. Basin. Basis of adhesion of polymers. Moscow Chemistry (1969) p. 319. (in Russian) [А. А. Берлин, В. Е. Басин. Основы адгезии полимеров. М. Химия (1969) 319 с.]
8.
A. D. Zimon. Adhesion of liquids and moistenings Moscow. Chemistry (1974) 416 p. (in Russian) [А. Д. Зимон. Адгезия жидкости и смачивание. М. Химия, (1974) 416 с.]
9.
J. G. Frolov. Course of colloid chemistry. Surface phenomena and disperse systems. Moscow. Chemistry (1988) 464 р. (in Russian) [Д. Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Москва. Химия, (1988) 464 с.]
10.
O. A. Raevsky, A. F. Solotnov, V. P. Solovyev. Electron-donating and electrophilic functions of физиологически physiological acting and model compounds. / Journal of common chemistry. 57 (6), 1241—1248 (1987). (in Russian) [О. А. Раевский, А. Ф. Солотнов, В. П. Соловьев. Электронодонорные и электроноакцепторные функции физиологически активных и модельных соединений. Журнал общей хими. 157 (6), 1241—1248 (1987).]
11.
О. Zaiman Models of chaos. Theoretical physics of homogeneous disordered systems. Moscow World (1982) 529 р. (in Russian) [Дж. Займан. Модели беспорядка. Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем. М. Мир (1982) 529 с.]
12.
D. V. Novikov, A. N. Krasovsky. Correlation of density-density on gelatin surface. Solid state physics. 54 (8), 1582—1585 (2012). (in Russian) [Д. В. Новиков, А. Н. Красовский. Корреляции плотность-плотность на поверхности желатина. Физика твердого тела. 54 (8), 1582—1585 (2012).]
13.
O. V. Chumak. Entropy and fractals in data analysis. Moscow. Izhevsk. Research center Regular and chaotic dynamics (2011) 164 р. (in Russian) [О. В. Чумак. Энтропии и фракталы в анализе данных. М. Ижевск НИЦ Регулярная и хаотическая динамика. (2011) 164 с.]
14.
A. D. Zimon, A. N. Pavlov. Colloid chemistry of nanoparticles. Moscow. Scientific world (2012) 224 р. (in Russian) [А. Д. Зимон, А. Н. Павлов. Коллоидная химия наночастиц. М. Научный мир (2012) 224 с.]