Органоминеральные композитные материалы на основе натриевого жидкого стекла, 2,4-толуилендиизоцианата, эпоксидного олигомера и полиизоцианата

 
Код статьиS086956520000876-6-1
DOI10.31857/S086956520000050-8
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Аффилиация: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии наук
Аффилиация: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии наук
Аффилиация: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии наук
Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Название журналаДоклады Академии наук
ВыпускТом 481 Номер 1
Страницы47-52
Аннотация

На основе натриевого жидкого стекла, 2,4-толуилендиизоцианата, полиизоцианата и эпоксидного олигомера получили органоминеральные композитные материалы. Органические компоненты полученных композитов при нагревании образовывали полимерную сетку в результате реакции тримеризации и в результате отверждения эпоксидного олигомера диизоианатом. Композитные материалы после нагревания до 130°C обладали однородной структурой. Полученные гибридные композиционные материалы не проявляют хрупкости и обладают повышенной теплостойкостью по сравнению с обычными полиизоциануратными композициями. Гибридные композиты могут найти широкое применение в различных областях техники.

Ключевые слова
Получено12.09.2018
Дата публикации13.09.2018
Кол-во символов7690
Цитировать  
100 руб.
При оформлении подписки на статью или выпуск пользователь получает возможность скачать PDF, оценить публикацию и связаться с автором. Для оформления подписки требуется авторизация.

Оператором распространения коммерческих препринтов является ГАУГН-ПРЕСС

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.
1 Перспективным направлением улучшения технологических, физико-механических, теплофизических и других свойств композиционных материалов является разработка и применение комплексных вяжущих соединений, среди которых особый интерес представляют гибридные органоминеральные композиции [1–3]. Представителями таких композиций являются гибридные органо-неорганические связующие, которые позволяют получать композиционные материалы, обладающие свойствами, присущими как органическим полимерам, так и неорганическим материалам [4, 5]. В цитируемых работах описаны органоминеральные композитные материалы на основе целлюлозы и гидратированных фосфатов кальция, предназначенных для медицинских целей. Другой путь получения гибридных композитов заключается во введении в полимерную матрицу неорганических частиц, поверхность которых модифицирована привитыми органическими молекулами [6, 7]. Это позволяет получать нанокомпозиты, обладающие необычным комплексом свойств. Получению таких гибридных нанокомпозитов посвящено настоящее сообщение.
2 Мы использовали в качестве неорганического компонента водный раствор силикатов щелочных металлов, содержащий значительное количество воды. Поэтому в качестве модификаторов силикатных композиций применили изоцианатсодержащие соединения (ИСС), обладающие высокой реакционной способностью по отношению к воде. В случае использования водных растворов силикатов щелочных металлов в сочетании с ИСС проявляется химическое взаимодействие между компонентами с образованием ковалентных связей.
3 Для получения гибридных органоминеральных связующих материалов, обеспечивающих повышенные требования к теплостойкости и прочностным показателям, в качестве исходных компонентов мы выбрали натриевое жидкое стекло (ЖС), 2,4-толуилендиизоцианат (ТДИ), полиизоцианат (ПИЦ), эпоксидный олигомер (ЭД-20) и катализатор. Комплексный катализатор, приводящий к образованию изоциануратных циклов в ходе нагревания, содержал диметилбензиламин (ДМБА) и ЭД-20.
4 Постадийный мониторинг получения продуктов проводили с помощью ИК-спектроскопии. Спектры измеряли на ИК-Фурье-спектрометре Tensor 37 (“Bruker Corp.”, США) с разрешением 2 см1. Исследуемую композицию помещали между окошками из KBr. Спектры на основе нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) с разрешением 4 см1 измеряли на Фурье-спектрометре Vertex 70v (“Bruker Corp.”) с приставкой для НПВО GladiATR (“Bruker Corp.”) с алмазным рабочим элементом. Коррекцию спектров НПВО проводили с использованием программного комплекса OMNIC.
5 К исходной смеси добавили ЭД-20 и измерили ИК-спектр (рис. 1, кривая 1). В ИК-спектре мы зарегистрировали характерные полосы эпоксидов – 1511, 1248, 830 см1. На рис. 1, кривая 2 представлен результат компьютерного сложения спектров исходных компонентов, который хорошо совпал с экспериментальным спектром. Затем к смеси добавили избыток 2,4-ТДИ и катализатор в количестве 5% от доли 2,4-ТДИ. Характер ИК-спектра качественно не изменился, мы наблюдали только рост интенсивности полосы валентных колебаний изоцианатных групп при 2350 см1.

Всего подписок: 0, всего просмотров: 1237

Оценка читателей: голосов 0

1. Meador M.A., Fabrizio E.F., Ilhan F., Dass A., Zhang G., Vassilarias P., Johnston J.C., Leventis N. // J.Chem. Mater., (2005), 17, pp.1085-1098

2. Boday D.J. Loy D.A. //Polymer Preprints, (2009), 50, p. 282.

3. Delozier D.M., Orwoll R.A., Cahoon J.F., Ladislaw J.S., Smith J.G., Connell J.W. // Polymer, 2003, Vol. 44, 8, pp. 2231–2241.

4. Хрипунов А.К., Баклагина Ю.Г., Синяев В.А., Шустикова Е.С., Парамонов Б.А., Романов Д.П., Смыслов Р.Ю., Ткаченко А.А. // Физика и химия стекла, 2008, Т. 34, № 2, С. 192-200.

5. Wan Y. Z., Hong L., Jia S. R., Huang Y., Zhu Y., Wang Y. L., Jiang H. J. // Comp. Sci. Technol. 2006, V. 66, PP. 1825-1832.

6. Ролдугин В.И., Серенко О.А., Гетманова Е.В., Кармишина Н.А., Чвалун С.Н., Музафаров А.М. // Доклады Академии Наук, 2013, том. 449, № 5, с. 552-557.

7. Жильцов А.С., Мешков И.Б., Куркин Т.С., Горбацевич О.Б., Казакова В.В., Аскадский А.А., Серенко О.А., Озерин А.Н., Музафаров А.М. // Российские нанотехнологии, 2015, т. 8., № 9-10, с. 46-54.

8. Askadskii A.A. Computational Materials Science of Polymers. Cambridge International Science Publishing, Cambridge, 2003. 695 p.

9. Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Том 1. Атомно-молекулярный уровень. М.: Научный Мир, 1999. 544 с.

10. Аскадский А.А., Хохлов А.Р. Введение в физико-химию полимеров. М.: Научный Мир. 2009. 384 с.

Рис. 1. ИК-спектры. 1 – исходная смесь ПИЦ + ЖС, 2 – результат сложения кривых 3 и 4, 3 – ЖС, 4 – ПИЦ. (001.png, 16 Kb) [Link]

Рис. 2. Мониторинг отверждения методом ИК-спектроскопии в области 4000–3000 см–1. (002.png, 20 Kb) [Link]

Рис. 3. ИК-спектры конечного продукта (1) и ЭД-20 (2). (003.png, 38 Kb) [Link]

Рис. 4. Дифференциальный ИК-спектр и результат компьютерного анализа. 1 – конечный продукт, 2 – разностный спектр конечного продукта и ЭД-20, 3 – твёрдый полиуретан. (004.png, 19 Kb) [Link]

Система Orphus

Загрузка...
Вверх