Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов

Автор: Каримов Эдуард Хасанович, Каримов Олег Хасанович, Мовсумзаде Эльдар Мирсамедович, Боев Евгений Владимирович

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Результаты исследований ученых и специалистов

Статья в выпуске: 4 т.9, 2017 года.

Бесплатный доступ

В статье приведены результаты исследований по изменению механических и физических свойств строительных полимерных материалов после введения наночастиц металлов. В качестве примера наночастиц металла рассмотрено влияние наночастиц меди. Показаны пути формирования меди размерами нанометров, краткая методика и возможная структура получаемого наполнителя. Наночастицы меди обладают уникальными антибактериальными, тепло- и токопроводящими свойствами. Указанные свойства значительно сохраняются в полимерном материале. В результате получаемый композиционный материал имеет технологические свойства полимера и уникальные физические свойства наполнителя. В качестве полимерного материала выбраны продукты крупнотоннажного производства: поливинилхлорид, эластомеры, полиэтилен, полипропилен, полистирол. Выделение ионов меди из наночастиц зависит от типа стабилизирующего агента и химической природы среды. Реализация антибактериальных свойств в полимерных материалах достигается дозировкой меди в количестве 1-2% масс. Для придания материалу токопроводящих свойств наночастиц меди потребуется более высокая концентрация металла. Применение только пластиката ПВХ в качестве носителя ограничит эффективность нанокристаллов меди и скажется на механических параметрах материала. Поэтому рассматривается более сложный вид полимерного материала. Термопластичные эластомеры, полученные из смесей резины и пластиката (или пластмасс), создали очень большой интерес в промышленной отрасли. Воск, внедренный в полимерную матрицу полиэтилена, применяется для хранения тепла солнечной энергии; тепловой защиты электронных устройств, пищевых продуктов и изделий медицинского назначения; снижения установленной мощности и теплового комфорта в транспортных средствах. Для улучшения теплопроводности в смесь полиэтилен-воск внедряют наночастицы меди. Для получения полипропилена с наночастицами меди применяют метод смешения расплава. Наиболее привлекательные свойства проявляет изотактический ПП. Наночастицы меди применяют размером от 10 до 60 нм.

Еще

Наночастицы меди, строительные материалы, полистирол, полипропилен, полиэтилен, воск, поливинилхлорид, антибактериальные свойства

Короткий адрес: https://readera.ru/142211954

IDR: 142211954   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2017-9-4-22-47

Список литературы Влияние наночастиц металла на механические характеристики композитных материалов

  • Park B.K., Kim D., Jeong S., Moon J., Kim J.S. Thin Solid Films, 2007, v. 15, p. 77067711.
  • Choi Y., Lee C., Hwang Y., Park M., Lee J., Choi C. Curr. Appl. Phy., 2009, v. 9, p. 124127.
  • Gurav P, Naik S.S., Ansari K., Srinath S., Kishore K.A., Setty Y.P. Colloids Surf. A, 2014, v. 441, p. 589-97.
  • Bogdanovic U., Lazic V., Vodnik V., Budimir M., Markovic Z., Dimitrijevic S. Mater. Lett., 2014, v. 128, p. 75-78.
  • El-Trass A., Elshamy H., El-Mehasseb I., El-Kemary M. Appl. Surf. Sci., 2012, v. 258, № 7, p. 2997-3001.
  • Yoon K., Byeon J., Park J., Hwang J. SCI Total Environ, 2007, v. 373, p. 572-575.
  • Cioffi N., Torsi L., Ditaranto N., Tantillo G., Ghibelli L., Sabbatini L. Chemical Mater, 2005, v. 17, p. 5255-5262.
  • Ojas M., Bhagat M., Gopalakrishnan C., Arunachalam K.D. J. Exp. Nanosci., 2008, v. 3, № 3, p. 185-193.
  • Munoz-Bonilla A., Cerrada M.L., Fernadez-Garcia M. Polymeric materials with antimicrobial activity. Madrid: Royal Society of Chemistry, 2013.
  • Tamayo L.A., Zapata P.A., Vejar N.D., Azocar M.I., Gulppi M.A., Zhouc X., Thompsonc G.E., Rabagliati F.M., Paez MA. Mater. Sci. Eng., 2014, v. 40, p. 24-31.
  • Li W.R., Xie X.B., Shi Q.S., Zeng H.Y., OU-Yang Y.S., Chen Y.B. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2010, v. 85, p. 1115-1122.
  • Palza H., Gutierrez S., Delgado K. Macromol. Rapid Comm., 2010, v. 31, p. 563-567.
  • Xiu Z.M., Ma J., alvarez P.J.J. Environ. Sci. Technol., 2011, v. 45, p. 9003-9008.
  • Gunawan C., Teoh W.Y., Marquis C.P., Amal R. ACS Nano, 2011, v. 5, p. 72147225.
  • Brayner R., Fievet F., Coradin T. Nanomaterials: A Danger or a Promise? (1er ed.). London, 2013.
  • Shankar H., Rhim J.W. 2014. Materials Letters, 2014, v. 307, p. 132.
  • Gurav P., Naik S., Ansari K., Srinath S., Kishore A., Setty P., Sonawane S. Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 2014, v. 589, p. 441-446.
  • Park B. K., Kim D., Jeong S., Moon J., Kim J.S. Thin Solid Films, 2007, v. 515, p. 7706-7711.
  • Park B.K., Jeong S., Kim D., Moon J., Lim S., Kim J.S. Journal of Colloid and Interface Science, 2007 311, 417-424.
  • Дюмаева И.В., Егоров Н.А., Рекута Ш.Ф., Мовсумзаде Э.М. Синтез аминонитрилов и их производных, координированных солями d-элементов//Изв. вузов. Химия и химическая технология. -2009. -Т. 52, № 10. -С. 106-107.
  • Xiong J., Wang Y., Xue Q., Wu X. Green Chem., 2011, v. 13, p. 900-904.
  • Bicer M., Sisman I. Powder Technol., 2010, v. 198, p. 279-84.
  • Das G., Kalita R.D., Gogoi P., Buragohain A.K., Karak N. Appl. Clay. Sci., 2014, v. 90, p. 18-26.
  • Ahamed M., Alhadlaq H.A., Khan MA.M, Karuppiah P., Al-Dhabi NA. J. Nanomat., 2014, v. 2014, p. 17.
  • Kawasaki H., Kosaka Y., Myoujin Y. Chem. Commun., 2011, v. 47, p. 7740-7742.
  • Каримов Э.Х., Касьянова Л.З., Даминев Р.Р., Каримов О.Х., Мовсумзаде Э.М. Катализаторы окисления в условиях дегидрирования метилбутенов//Нефтепереработка и нефтехимия. -2014. -№ 2. -С. 22-24.
  • Каримов Э.Х., Касьянова Л.З., Мовсумзаде Э.М., Даминев Р.Р., Каримов О.Х., Ялалов М.Р. Совмещение процессов окисления и дегидрирования изоамиленов в производстве изопрена на железокалиевом катализаторе//Теоретические основы химической технологии. -2016. -Т. 50, №1. -С. 95-99.
  • Полетаева О.Ю., Колчина Г.Ю., Александрова А.Ю., Мовсумзаде Э.М., Мухаметзянов И.З. Исследование влияния геометрического и электронного строения молекул антиокислительных присадок на эффективность их действия в топливе//Изв. вузов. Химия и химическая технология. -2015. -Т. 58, № 6. -С. 3-6.
  • Guzmana A., Arroyoa J., Verdea L., Rengifo J. Procedia Materials Science, 2015, v. 9, p. 298-304.
  • Nishioka M., Miyakawa M., Daino Y., Kataoka H., Koda H., Sato K., Suzuki T.M. Ind. Eng. Chem. Res., 2013, v. 52, p. 4683-4687.
  • Nikkam N., Ghanbarpour M., Saleemi M., Haghighi E.B., Khodabandeh R., Muhammeda M., Palm B., Toprak M.S. Applied Thermal Engineering, 2014, v. 65, p. 158-165.
  • Valodkar M., Modi S., Pal A., Thakore S. Materials Research Bulletin, 2011, v. 46, p. 384-389.
  • Каримов О.Х., Даминев Р.Р., Касьянова Л.З., Каримов Э.Х., Вахитова Р.Р. Исследование процесса сушки алюмохромового катализатора в электромагнитном поле СВЧ диапазона//Нефтегазовое дело. -2013. -№ 4. -С. 291-301.
  • Тепанов А.А. Адсорбционная иммобилизация наночастиц серебра: закономерности и применение в химическом анализе: дисс.. канд. хим. наук. -2015. -С. 141.
  • Azam A., Ahmed A.S., Oves M., Khan M.S., Memic A Int. J. Nanomed., 2012, v. 7, pp. 3527-3535.
  • Zhu H., Zhao F., Pan L. J. Appl. Phys., 2007, v. 101, № 9, p. 111-113.
  • Salavati-Niasari M., Davar F. Mater. Lett., 2009, v. 63, № 3-4, p. 441-443.
  • Becerra A., Rodriguez S., Duaz J., Riffo C. Performance Polymers, 2013, v. 25, p. 51-60.
  • Molefi J., Luyt A., Krupa I. Letter polymers, 2010, v. 3, p. 639-664.
  • Molefi J.A., Luyt A.S., Krupa I. J. Appl. Polym. Sci., 2010, v. 116, p. 1766-1774.
  • Fages E., Pascual J., Fenollar O., Garcia-Sanoguera D., Balart R. Polym. Eng. Sci., 2011, v. 51, p. 804-811.
  • Delgado K., Quijada R., Palma R. Letters Applied Microbiology, 2011, v. 53, p. 50-54.
  • Konghu T., Cailin L., Haijun Y., Xianyan R. Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 2012, v. 397, p. 12-15.
  • Kamrupi I.R., Dolui S.K. J. Appl. Polym. Sci., 2011, v. 120, p. 1027-1033.
  • Makhmutova R.I., Vakulin I.V., Talipov R.F., Chuvashov D.A., Movsumzade E.M. Computational and Theoretical Chemistry, 2007, т. 819, № 1-3, с. 21-25.
  • Palza H., Escobar B, Bejarano J. Mater. Sci. Eng. C, 2013, v. 33, p. 3795-3801.
  • Шайдаков В.В., Урманчеев С.Ф., Полетаева О.Ю., Балапанов Д.М., Мусаев М.В., Шайдаков Е.В. Коагуляция механических примесей в потоке жидкости//Нефтепромысловое дело. -2009. -№ 9. -С. 53-55.
  • Abu Abdeen M., Elamer I. Mater. Design, 2010, v. 31, p. 808.
  • Gheno S.M., Passador F.R., Pessan L.A. J. App. Polym. Sci., 2010, v. 117, p. 3211.
  • Ward A.A., Khalaf A.I., Ismail M.N., Tawfik S.Y., Mansour S.H. KGK Rubberpoint, 2013, v. 1-2, p. 36-45
  • Khalf A.I., Ward A.A. Mater. Design, 2010, v. 31, p. 2414.
  • Akishino J.K., Cerqueira D.P., Silva G.C., Swinka-Filho V., Munaro M. Thermochimica Acta, 2016, v. 626, p. 9-12.
  • Mazman M., Cabeza L.F., Mehling H., Paksoy H.O., Evliya H. Int. J. Energ. Res., 2008, v. 32, p. 135-143.
  • Molefi J.A., Luyt A.S, Krupa I. Thermochimica Acta, 2010, v. 500, p. 88-92.
  • Krupa I., Mikova G., Luyt A.S. Europ. Polym. J., 2007, v. 43, № 11, p. 4695-4705.
  • Krupa I., Mikova G., Luyt A.S. Eur. Polym. J., 2007, v. 43, № 3, p. 895-907.
  • Maketon W., Ogden K.L. Chemosphere, 2009, v. 75, p. 206-211.
  • Rispoli F., Angelov A., Badia D., Kumar A., Seal S., Shah V. J. Hazard. Mater., 2010, v. 180, p. 212-216.
  • Fabrega J., Fawcett S.R., Renshaw J.C., Lead J.R. Environ. Sci. Technol., 2009, v. 43, p. 9004-9009.
  • Lemire J.A., Harrison J.J., Turner R.J. Nat. Rev. Microbiol., 2013, v. 11, p. 371376.
  • Palza H., Quijada R., Delgado K. J. Bioact. Compat. Polym., 2015, v. 30, p. 366-380.
  • Espana-Sanchez B.L., Rodriguez-Gonzalez J.A., Gonzalez-Morones P., Neira-Velazquez M.G. Acta Universitaria, 2014, v. 24, p. 13-24.
  • Palza H., Vergara R., Zapata P. Composites Sci. Technol., 2011, v. 71, p. 535-540.
  • Zinck P., Bonnet F., Mortreux A., Visseaux M. Prog. Polym. Sci., 2009, v. 34, p. 369392.
  • Chrissafis K., Bikiaris D. Thermochimica Acta, 2011, v. 523, p. 1-24.
  • Bikiaris D. Thermochimica Acta, 2011, v. 523, p. 25-45.
  • Chrissafisa K., Pavlidoua E., Gkogkoua D., Bikiaris D. Thermochimica Acta, 2013, v. 561, p. 26-35.
  • Никитин Л.Н., Галлямов М.О., Саид-Галиев Э.Е., Хохлов А.Р., Бузник В.М. Сверхкритический диоксид углерода как активная среда для химических процессов с участием фторполимеров//Рос. хим. (Ж. Рос. хим. об им. Д.И. Менделеева). -2008. -Т. LII, № 3. -С. 56-65.
  • Каримов Э.Х., Даминев Р.Р. Развитие многообразия мономеров//История и педагогика естествознания. -2013. -№ 1. -С. 8-19.
  • Каримов Э.Х., Даминев Р.Р. Развитие полимеров: от гевеи к макромолекуле//История и педагогика естествознания. -2012. -№ 4. -С. 18-26.
  • Полетаева О.Ю. Мухаметзянов И.З., Илолов А., Латыпова Д.Ж., Бородин А.В., Каримов Э.Х., Мовсумзаде Э.М. Основные направления повышения производства топлива из углеводородного сырья//Нефтепереработка и нефтехимия. -2015. -№ 2. -С. 3-10.
Еще
Статья научная