Металлические наночастицы как отвердительная добавка при электромагнитной микроволновой обработке полидиметилсилоксановых эластомеров

Е.В. Антонов, И.М. Соснин, А. Тивари, Н.Д. Прасолов ORCID logo , Л.М. Дорогин показать трудоустройства и электронную почту
Получена 27 ноября 2021; Принята 06 февраля 2022;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.В. Антонов, И.М. Соснин, А. Тивари, Н.Д. Прасолов, Л.М. Дорогин. Металлические наночастицы как отвердительная добавка при электромагнитной микроволновой обработке полидиметилсилоксановых эластомеров. Письма о материалах. 2022. Т.12. №1. С.49-53
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-1-49-53

Аннотация

Possibility of using silver nanoparticles (Ag NPs) as additive for silicone elastomers as internal heating agent for microwave radiation assisted local curing is experimentally investigated. The obtained PDMS/AgNP composite materials acquired a significantly higher work of adhesion to glass, a lower viscoelastic modulus and slightly higher wettability. With time of microwave treatment and consequently cross-linking of the material those parameters head towards or approach those of the stock PDMS material.Полидиметилсилоксановый (ПДМС) эластомер (силикон) обычно получают из жидкого преполимера путем реакции сшивания (отверждения) при комнатной температуре или с помощью внешнего нагрева. Однако в особых случаях, таких как медицинские применения, может быть полезно отверждение эластомерного материала выборочно и / или без внешнего нагрева. Возможность такого адресного отверждения можно контролировать путем выбора специального типа наполнителей, таких как частицы металла или углеродные нанотрубки, для отверждения, направляемого посредством джоулева тепла, магнитной индукции или электромагнитного микроволнового излучения. Существует ряд причин, по которым микроволновое отверждение может быть предпочтительным: для микроволнового отверждения не требуется теплопроводность окружающей среды, микроволновая энергия может подаваться непосредственно на выбранную часть материала, кроме того, это позволяет экономить энергию. Диэлектрический (внутренний) нагрев микроволновым излучением неэффективен для стандартных ПДМС компаундов из‑за неполярной природы этого вещества. Добавки с более высокой химической полярностью к ПДМС могут способствовать более эффективному внутреннему нагреву. Мы испытали наночастицы серебра (Ag NPs) для использования в качестве внутреннего нагревателя для эластомерного набора ПДМС Sylgard 184. В статье оценивается набор общих свойств полученного композитного материала PDMS / AgNPs, включая динамический механический анализ (DMA), краевой угол смачивания водой, адгезию к стеклу и оптическую спектроскопию наполненного ПДМС. Полученные композитные материалы демонстрируют значительно более высокую работу адгезии, более низкий модуль вязкоупругости и немного более высокую смачиваемость. Со временем обработки микроволнами и, как следствие, сшивки материала, эти параметры приближаются к параметрам материала ПДМС стандартной композиции.

Ссылки (16)

1. F. Xu, Y. Zhu. Adv. Mater. 24, 5117 (2012). Crossref
2. M. Amjadi, A. Pichitpajongkit, S. Lee, S. Ryu, I. Park. ACS Nano. 8, 5154 (2014). Crossref
3. G.-W. Huang, H.-M. Xiao, S.-Y. Fu. Sci. Rep. 5, 13971 (2015). Crossref
4. S. Shengbo, L. Lihua, J. Aoqun, D. Qianqian, J. Jianlong, Z. Qiang, Z. Wendong. Nanotechnology. 29, 255202 (2018). Crossref
5. Y. Joo, J. Byun, N. Seong, J. Ha, H. Kim, S. Kim, T. Kim, H. Im, D. Kim, Y. Hong. Nanoscale. 7, 6208 (2015). Crossref
6. C.-J. Lee, K. H. Park, C. J. Han, M. S. Oh, B. You, Y.-S. Kim, J.-W. Kim. Sci. Rep. 7, 7959 (2017). Crossref
7. S. Jiang, C. P. Teng. Mater. Sci. Eng. C. 70, 1011 (2017). Crossref
8. R. Helgason, A. Banavali, Y. Lai. Med. DEVICES Sens. 2, e10025 (2019). Crossref
9. L. Al-Harbi, M. Darwish, M. Khowdiary, I. Stibor. Polymers. 10, 507 (2018). Crossref
10. S.-H. Jang, D. Kim, Y.-L. Park. Materials. 11, 1775 (2018). Crossref
11. B. Herren, P. Larson, M. Saha, Y. Liu. Polymers. 11, 1212 (2019). Crossref
12. I. A. Orlov, T. P. Sankova, P. S. Babich, I. M. Sosnin, E. Y. Ilyechova, D. A. Kirilenko, P. N. Brunkov, G. L. Ataev, A. E. Romanov, L. V. Puchkova. Int. J. Nanomedicine. 11, 6561 (2016). Crossref
13. A. Tiwari, L. Dorogin, A. I. Bennett, K. D. Schulze, W. G. Sawyer, M. Tahir, G. Heinrich, B. N. J. Persson. Soft Matter. 13, 3602 (2017). Crossref
14. L. Dorogin, A. Tiwari, C. Rotella, P. Mangiagalli, B. N. J. Persson. J. Chem. Phys. 148, 234702 (2018). Crossref
15. B. Lorenz, W. Pyckhout-Hintzen, B. N. J. Persson. Polymer. 55, 565 (2014). Crossref
16. K. L. Johnson, K. Kendall, A. D. Roberts, D. Tabor. Proc. R. Soc. Lond. Math. Phys. Sci. 324, 301 (1971). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - 075-15-2021-1349