Влияние магнитного поля на структуру и сорбционные свойства плёнок на основе гидроксиэтилцеллюлозы и углеродных нанотрубок

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами поляризационной и сканирующей электронной микроскопии, сорбции паров воды изучена структура и свойства плёночных композиционных наноматериалов на основе гидроксиэтилцеллюлозы и углеродных нанотрубок, полученных в магнитном поле и вне поля. Плёнки являются анизотропными, что обусловлено образованием жидкокристаллической фазы при испарении растворителя из раствора. Наложение магнитного поля приводит к ориентации макромолекул и углеродных нанотрубок в пленках, что способствует уплотнению структуры плёнок и уменьшению их способности сорбировать пары воды. Рассчитаны энергии Гиббса взаимодействия с водой плёнок гидроксиэтилцеллюлоза/углеродные нанотрубки, полученных в магнитном поле и вне поля. Для пленок, полученных в магнитном поле, обнаружено уменьшение отрицательных значений энергий Гиббса, что свидетельствует об ухудшении их взаимодействия с водой. С введением углеродных нанотрубок в гидроксиэтилцеллюлозу этот эффект проявляется в большей степени.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Вшивков

Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergey.vshivkov@urfu.ru
Россия, 620000, Екатеринбург, пр. Ленина, 51

Е. В. Русинова

Уральский федеральный университет

Email: sergey.vshivkov@urfu.ru
Россия, 620000, Екатеринбург, пр. Ленина, 51

А. Г. Галяс

Уральский федеральный университет

Email: sergey.vshivkov@urfu.ru
Россия, 620000, Екатеринбург, пр. Ленина, 51

Список литературы

  1. Вшивков С.А., Тюкова И.С., Русинова Е.В. Полимерные композиционные материалы. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2022.
  2. Полимерные композиционные материалы. Свойства. Структура. Технологии. / Под ред. А.А. Берлина. СПб.: Профессия, 2009.
  3. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технологии. М.: Изд-во Интеллект, 2009.
  4. Li Q., Liu C., Wang X., Fan S. // Nanotechnology. 2009. V. 20. № 14. P.145702.
  5. Berber S., Kwon Y.-K., Tománek D. // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. № 20. P. 4613.
  6. Елецкий А. В. // Успехи физ. наук. 2007. Т. 177. № 3. С. 233.
  7. A.I. Helal, S.I. Elkalashy, S.A. Vshivkov, T.S. Soliman, M.F. Zaki. // Physica Scripta. 2021. V. 96. № 8. 085804.
  8. Макарова Т.Л. // Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 36. № 6. С. 641.
  9. Fujiwara M., Oki E., Hamada M., Tanimoto Y., Shimomura Y. // J. Phys. Chem. A. 2001. V. 105. № 15. P. 3746.
  10. Кряжев В.Н., Широков В.А. // Химия растит. сырья. 2005. № 3. С. 7.
  11. Куличихин В.Г., Голова Л.К. // Химия древесины. 1985. №3. С. 9.
  12. Папков С.П., Куличихин В.Г. Жидкокристаллическое состояние полимеров. М.: Химия, 1977.
  13. Vshivkov S.A. Phase Transitions and Structure of Polymer Systems in External Fields. Newcastle. UK: Cambridge Scholars Publ. 2019.
  14. Vshivkov S.A., Rusinova E.V., Galyas A.G // Polymer Science A. 2012. V. 54. № 11. P. 827.
  15. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. М.: Химия, 1977.
  16. Функциональные наполнители для пластмасс. / Под ред. Марино Ксантос. М.: Научные основы и технологии, 2010.
  17. Тагер А. А. Физико-химия полимеров. М.: Научный мир, 2007.
  18. Vshivkov S.A., Rusinova E.V., Kudrevatykh N.V., Galyas A.G., Alekseeva M.S., Kuznetsov D.K.// Polymer Science A. 2006. V. 48. № 10. P. 1115.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микрофотография УНТ, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии. Цветные рисунки можно посмотреть в электронной версии.

Скачать (207KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фазовая диаграмма системы ГЭЦ–вода/этанол (80/20 мас.ч.) I – область изотропных растворов, II – область анизотропных растворов. ω2 – массовая доля полимера.

Скачать (36KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии плёнок ГЭЦ, полученных вне поля (а) и в поле (б). Поляроиды скрещены.

Скачать (223KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотография плёнки ГЭЦ с содержанием УНТ 3 мас. %, полученной вне (а) и в магнитном поле (б). Поляроиды скрещены.

Скачать (316KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изотермы сорбции паров воды плёнками ГЭЦ, полученными в магнитном поле (1) и вне поля (2). X – равновесная масса воды, поглощенной навеской полимера (m).

Скачать (47KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Концентрационные зависимости энергии Гиббса взаимодействия с водой плёнок ГЭЦ, полученных в поле (1) и вне поля (2).

Скачать (56KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изотермы сорбции паров воды плёнками ГЭЦ/УНТ, полученными вне магнитного поля (а) и в поле (б). Содержание УНТ 0 (1), 5% (2) (а) и 0 (1), 3 (2), 5% (3) (б).

Скачать (106KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Кинетические кривые набухания в парах воды пленок ГЭЦ/УНТ, полученных как в магнитном поле, так и вне поля. Содержание УНТ 0 (1) и 5 % (2, 3). Н = 0 (1, 2) и 3.7 кЭ (3).

Скачать (70KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Концентрационные зависимости энергии Гиббса взаимодействия с водой плёнок ГЭЦ/УНТ, полученных вне магнитного поля (а) и в магнитном поле (б). Содержание УНТ 0 (1), 5% (2) (а) и 0 (1), 3 (2), 5% (3) (б).

Скачать (100KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024