Organomineral Composite Materials Based on Sodium Liquid Glass, 2,4-Tolylene Diisocyanate, Epoxy Oligomer and Polyisocyanate

 
PIIS086956520000876-6-1
DOI10.31857/S086956520000050-8
Publication type Article
Status Published
Authors
Affiliation: Moscow State University of Civil Engineering
Affiliation: A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement compounds Russian Academy of Sciences
Affiliation: A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement compounds Russian Academy of Sciences
Affiliation: A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement compounds Russian Academy of Sciences
Affiliation: Moscow State University of Civil Engineering
Affiliation: Moscow State University of Civil Engineering
Affiliation: Moscow State University of Civil Engineering
Journal nameDoklady Akademii nauk
EditionVolume 481 Issue 1
Pages47-52
Abstract

Organo-mineralcompositematerialsbasedonsodiumliquidglasses, combinedwith2,4-toluenediisocyanate (2,4-TDI), polyisocyanurate (PIC), and epoxy oligomers (ED) have been prepared. Organic components by heating lead to polymer network as a result of the trimerization reaction and also due to 2,4-TDI curing of epoxy oligomer. The resulting composite materials after heating to 130°C have a uniform structure. The resulting hybrid composite materials are not brittle and exhibit increased heat resistance compared to conventional polyisocyanurate compositions. Hybrid composites can find wide application in various fields of engineering.

Keywords
Received12.09.2018
Publication date13.09.2018
Number of characters7690
Cite  
100 rub.
When subscribing to an article or issue, the user can download PDF, evaluate the publication or contact the author. Need to register.
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.

Number of purchasers: 0, views: 1784

Readers community rating: votes 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. Khripunov A.K., Baklagina Yu.G., Sinyaev V.A., Shustikova E.S., Paramonov B.A., Romanov D.P., Smyslov R.Yu., Tkachenko A.A. // Fizika i khimiya stekla, 2008, T. 34, № 2, S. 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. Roldugin V.I., Serenko O.A., Getmanova E.V., Karmishina N.A., Chvalun S.N., Muzafarov A.M. // Doklady Akademii Nauk, 2013, tom. 449, № 5, s. 552-557.

7. Zhil'tsov A.S., Meshkov I.B., Kurkin T.S., Gorbatsevich O.B., Kazakova V.V., Askadskij A.A., Serenko O.A., Ozerin A.N., Muzafarov A.M. // Rossijskie nanotekhnologii, 2015, t. 8., № 9-10, s. 46-54.

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

9. Askadskij A.A., Kondraschenko V.I. Komp'yuternoe materialovedenie polimerov. Tom 1. Atomno-molekulyarnyj uroven'. M.: Nauchnyj Mir, 1999. 544 s.

10. Askadskij A.A., Khokhlov A.R. Vvedenie v fiziko-khimiyu polimerov. M.: Nauchnyj Mir. 2009. 384 s.

(001.png, 16 Kb) [Download]

(002.png, 20 Kb) [Download]

(003.png, 38 Kb) [Download]

(004.png, 19 Kb) [Download]

Система Orphus

Loading...
Up