ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Проект направлен на создание и изучение композиционных полимерных материалов на основе наноалмазов детонационного синтеза (ДНА), поливинилового спирта (ПВС) и полиакрилонитрила (ПАН) с контролируемыми поверхностными и механическими свойствами. В проекте были использованы как традиционные методы исследования (ИК, УФ и оптическая спектроскопия, ДСР, ТГА, метод смачивания, одноосное растяжение полимерных пленок), так и разработанный участниками проекта метод радиоактивных индикаторов с меченными тритием ДНА. Метод радиоактивных индикаторов позволил изучить влияние модификации поверхности ДНА на распределение наночастиц в модельных системах вода/органические жидкости, а также на распределение и поверхностную концентрацию ДНА в композиционных пленках. При изучении механических свойств композиционных материалов установлено, что наибольший рост прочностных характеристик пленок происходил при использовании агрегативно устойчивых дисперсий ДНА, при равномерном распределении наночастиц по материалу композита, в условиях формирования дополнительной сшивки между макромолекулами и наночастицами. Лиофобизация поверхности ДНА приводит к коагуляции частиц, неравномерному распределению частиц в пленке и к ослаблению взаимодействий частиц с полимером. Прочность пленок как на основе ПВС, так и ПАН при использовании частиц с лиофобной поверхностью уменьшается. Для решения основной задачи проекта было изучено влияние различных добавок (неорганических солей, поверхностно-активных веществ (ПАВ) разного типа, полимеров) на агрегативную устойчивость дисперсий ДНА в воде и диметилсульфоксиде, из которых формируются пленки ПВС и ПАН, соответственно. Определены области устойчивости и коагуляции золей ДНА, исследован механизм адсорбции различных ПАВ на ДНА. Показано, что количественными характеристиками степени гидрофобизации поверхности наночастиц являются величины коэффициентов распределения наноалмазов в системах вода/органическая жидкость. Коэффициент распределения ДНА, который для исходных частиц составляет 0.01, можно увеличить на 2 порядка при гидрофобизации поверхности. Методом авторадиографии определены составы поверхностных слоев композиционных пленок. Установлено, что лиофобизация поверхности приводит к неравномерному распределению ДНА в композиционных пленках вследствие протекания процессов коагуляции, седиментации и самоорганизации на стадии формирования пленки из дисперсий ДНА. Методом смачивания получены величины поверхностной энергии, ее дисперсионной и полярной составляющих для композиционных пленок и обнаружено, что добавки наночастиц (как исходных, так и модифицированных) не влияют на условия смачивания полимерных материалов, свойства поверхностей композиционных материалов контролируются полимером.