Изучение влияния фотоокислительных процессов на морфологию поверхности и физико-механические характеристики биоразлагаемых материалов на основе вторичного полипропилена и меловой добавки

Р.Б. Салихов, М.В. Базунова, Т.Р. Салихов, А.А. Базунова, В.П. Захаров показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 14 февраля 2020; Исправлена: 15 апреля 2020; Принята: 26 апреля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Р.Б. Салихов, М.В. Базунова, Т.Р. Салихов, А.А. Базунова, В.П. Захаров. Изучение влияния фотоокислительных процессов на морфологию поверхности и физико-механические характеристики биоразлагаемых материалов на основе вторичного полипропилена и меловой добавки. Письма о материалах. 2020. Т.10. №3. С.288-293
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-3-288-293

Аннотация

Change in surface morphology as a result of irradiation of the surface with UV radiationПри переработке и эксплуатации полимерных материалов под действием факторов внешней среды (ультрафиолетовое излучение, влага, кислород, озон и т. д.) достаточно часто наблюдается изменении их свойств. Данное исследование посвящено изучению влияния меловой добавки на морфологию и топографию, а также физико-механические свойства материалов на основе вторичного полипропиленового сырья после воздействия УФ-излучения на воздухе. С целью подтверждения протекания фотоокислительных процессов использованы данные двух методов: модифицированного йодометрического анализа и ИК-спектроскопии. Физико-механические свойства полимерных композитов до и после фотостарения определяли на стандартных лопатках толщиной 1 мм. Для исследования изменения поверхности экспериментальных полимерных композитов под действием ультрафиолетового излучения использовался метод атомно-силовой микроскопии. Результатом эксперимента является доказательство того, что меловая добавка препятствует интенсивному протеканию фотоокислительной деструкции. В целом, введение меловой добавки в небольшом количестве (2 –10 массовых частей) позволяет сохранить практически неизменными прочностные показатели композитов на основе вторичного полипропиленового сырья после воздействия УФ облучения на воздухе, вероятно, вследствие сшивки макромолекул за счёт межмолекулярного взаимодействия гидропероксидных групп, накопленных полимером, а также вовлечением в процесс фотоокисления лишь поверхностных слоёв образцов композитов. При этом анализ АСМ изображений образцов, подвергнутых ультрафиолетовому облучению в течение 18 часов показывает, что поверхность становится более сглаженной. Это подтверждается и расчетами среднеквадратичной шероховатости и максимальной высоты неровности. Дальнейшее облучение в течение дополнительных 18 часов приводит к увеличению шероховатости, что свидетельствует об изменении надмолекулярной структуры в поверхностных слоях полипропилена в результате фотоокислительных превращений. Следовательно, от полученных композитов можно ожидать сохранения эксплуатационных характеристик в течение периода потребления с последующим разложением под действием факторов окружающей среды.

Ссылки (16)

1. A. A. Shah, F. Hasan, A. Hameed, S. Ahmed. Biotechnology Advances. 26, 246 (2008). Crossref
2. S. Z. Rogovina. Polymer Science, Series C. 58, 62 (2016). Crossref
3. S. Mühl, B. Beyer. Electronics. 3 (3), 444 (2014). Crossref
4. R. B. Salikhov, Y. N. Biglova, Y. M. Yumaguzin, T. R. Salikhov, M. S. Miftakhov, A. G. Mustafin. Technical Physics Letters. 39, 854 (2013). Crossref
5. A. A. Bunakov, R. B. Salikhov, A. N. Lachinov. Technical Physics. 48, 626 (2003). Crossref
6. Yu. N. Pankova, A. N. Shchegolikhin, A. L. Iordanskii, A. L. Zhulkina, A. A. Ol'khov, G. E. Zaikov. Journal of Molecular Liquids. 156 (1), 65 (2010). Crossref
7. M. V. Bazunova, A. R. Sadritdinov, R. A. Mustakimov, E. I. Kulish, V. P. Zakharov. Promising materials. 7, 42 (2019). (in Russian) [М. В. Базунова, А. Р. Садритдинов, Р. А. Мустакимов, Е. И. Кулиш, В. П. Захаров. Перспективные материалы. 7, 42 (2019).]. Crossref
8. V. Ya. Shlyapintokh. Photochemical transformations and stabilization of polymers. Moscow, Khimiya (1979) 344 р. (in Russian) [В. Я. Шляпинтох. Фотохимические превращения и стабилизация полимеров. Москва, Химия (1979) 344 с.].
9. M. V. Bazunova, R. A. Mustakimov, A. R. Sadritdinov, E. I. Kulish, V. P. Zakharov. Bulletin of the Bashkir University. 24, 49 (2019). (in Russian). [М. В. Базунова, А. Р. Садритдинов, Р. А. Мустакимов, Е. И. Кулиш, В. П. Захаров. Вестник Башкирского университета. 24 (1), 49 (2019).]. Crossref
10. A. A. Berlin, S. A. Wolfson, V. G. Oshmyan, N. S. Enikolopov. The principles of composite polymer materialscreating. Moscow, Khimiya (1990) 237 p. (in Russian). [А. А. Берлин, С. А. Вольфсон, В. Г. Ошмян, Н. С. Ениколопов. Принципы создания композиционных полимерных материалов. Москва, Химия (1990) 237 с.].
11. А. В. Вaranov, I. D. Simonov-Emelyanov, T. I. Andreeva. Plastics. (3-4), 4 (2020). (in Russian) [А. Б. Баранов, И. Д. Симонов-Емельянов, Т. И. Андреева. Пластические массы. (3-4), 4 (2020).]. Crossref
12. E. Yu. Shits, V. V. Koryakina. Promising materials. 4, 53 (2012). (in Russian) [Е. Ю. Шиц, В. В. Корякина. Перспективные материалы. 4, 53 (2012).].
13. A. S. Kolosova, M. K. Sokolskaya, I. A. Vitkalova, A. S. Torlova, E. S. Pikalov. International Journal of Applied and Basic Research. 8, 123 (2018). (in Russian) [А. С. Колосова, М. К. Сокольская, И. А. Виткалова, А. С. Торлова, Е. С. Пикалов. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 8, 123 (2018).].
14. A. E. Raskutin. Aviation materials and technologies. 5, 344 (2017). (in Russian) [А. Е. Раскутин. Авиационные материалы и технологии. 5, 344 (2017).]. Crossref
15. D. V. Kuznetsov, I. A. Ilinykh, V. V. Cherdyntsev, D. S. Muratov, N. V. Shatrova, I. N. Burmistrov. Modern problems of science and education. 6 (2012). (in Russian). [Д. В. Кузнецов, И. А. Ильиных, В. В. Чердынцев, Д. С. Муратов, Н. В. Шатрова, И. Н. Бурмистров. Современные проблемы науки и образования. 6 (2012).].
16. D. G. Dikobe, A. S. Luyt. Thermochimica Acta. 654, 40 (2017). Crossref