Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н icon

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н




Скачати 51.53 Kb.
НазваУдк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н
Дата конвертації10.01.2013
Розмір51.53 Kb.
ТипДокументи
джерело

УДК 544.163.3:678.746.5/.046.39


М.М. Яцишин, к.х.н., Ю.М. Гринда, асп., О.В. Решетняк, д.х.н.,
Н.Я. Думанчук, к.б.н.

Львівський національний університет імені Івана Франка, м. Львів, Україна

Х-ПРОМЕНЕВИЙ ФАЗОВИЙ АНАЛІЗ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОГО магнітнОГО
композиційнОГО матеріалУ на основі поліаніліну



Синтезовано і досліджено мінерал-полімерний композит на основі природного мінералу кремнезем-глауконіту та поліаніліну за різного співвідношення компонентів. Проведений Х-променевий фазовий аналіз підтвердив композитний характер одержаних зразків. Виявлено, що збільшення вмісту мінералу у компози­ційному матеріалі призводить до зростання кристалічності у ньому полімерного компонента. Результати досліджень впливу електромагнітного поля на питому намагніченість показали, що введення у полімерну матрицю мінерального наповнювача призводить до надання парамагнітних властивостей зразкам поліанілін-мінерального композитного матеріалу, що свідчить про перспективність їхнього застосування в електронній промисловості.

^ Ключові слова: поліанілін, кремнезем-глауконіт, композит, Х-променевий фазовий аналіз, намагніченість


Окрім метал-полімерних композитів сьогодні великий інтерес викликають полімер-мінеральні композити, коли дисперсним середовищем виступає електропровідний полімер (ЕПП) з системою спряжених -зв’язків, а дисперсною фазою (наповнювачем)  дрібно­дисперсні частинки природного (мінерального) походження. Зокрема було запропоновано поліанілін-мінеральні композити, де як наповнювач використовували SiO2 [1], SiO2/-Fe2O3 [2], монтморилоніт [3], вермікуліт [4], каолініт [5] тощо. Однак, для досягнення запропонованими матеріалами достатнього рівня електропровідності, вміст полімеру у ньому повинен складати понад 40 % мас. До інших недоліків таких композиційних мате­ріалів можна також віднести зменшення, в більшості випадків, їхньої термічної стійкості композитів зі збільшенням вмісту мінерального наповнювача, а також відсутність феро­магнітних властивостей.

Водночас композитні матеріали, що містять поліанілін (ПАн) часто стають джерелом нових синергічних властивостей, які не виявляються в окремо взятих матеріалах [3]. Тому було сформульоване завдання створити струмопровідний магнітний композиційний мате­ріал на основі поліаніліну шляхом використання природного мінералу, результатом чого могло б стати забезпечення композиту величини електропровідності, властивої ПАн без додатків, надання йому магнітних властивостей, підвищення впорядкованості (кристаліч­ності) ПАн та здешевлення матеріалу. Таке завдання було нами вирішене шляхом вико­ристання як наповнювача природного мінералу кремнезем-глауконіту (КзГ) – глинистого мінералу класу силікатів, групи гідрослюд. Кремнезем-глауконіт вирізняється цілим комп­лексом унікальних властивостей і використовується як сорбент нафтопродуктів, радіо­нуклідів і важких металів.

Нами було використано КзГ (родовище Адамівське-2 Хмельницької обл.) такого складу (у перерахунку на оксиди, 1,0 % мас.): SiO2  69,5; FeO – 2,5; Аl2O3 – 6,3; Fe2O3 – 4,1; MgO – 1,9; K2O  1,5, Na2О  1,4; H2O  12,8. Синтезовано зразки композитів у яких масове співвідношення компонентів ПАн : КзГ становило 8:1; 4:1; 2:1; 1:1; 1:2 та 1: 4. Використовували високодисперсний порошок КзГ з розміром частинок мінералу 0,01–20 мкм. Зразки композитних матеріалів синтезували згідно з описаними раніше методи­ками шляхом окиснювальної поліконденсації аніліну у 0,5 М водному розчині Н2SO4 за наявності мікросуспензії мінерального наповнювача [6]. Дифрактограми зразків реєстру­вали на дифрактометрі Дрон-3 з Сu K випромінюванням (=1,54 Å). Для визначення розмірів синтезованих металевих наночастинок та вивчення морфології одержаних компо­зитів використовували растровий електронний мікроскоп-мікроаналізатора РЕММА-102-02 шляхом нанесення проби об’ємом 10 мкл на графітовий стержень (товщина – 0,5 см, діаметр – 0,5 см). Прискорювальна напруга електронного пучка становила 30 кВ, тиск у















Рис. 1. Х-променеві дифрактограми зразків композитів при співвідношенні між ком­понентами ПАн : КзГ, що становить: 8 : 1 (а); 4 : 1 (б); 2 : 1 (в); 1 : 1 (г); 1 : 2 (д); 1 : 4 (е)






Рис. 2. Х-променеві ди­фрактограми зразків вихід­них компонентів композиту: КзГ (а) та ПАн (б)



камері – 1,3·10–4 Па. СЕМ-зображення отримували зі збільшенням від 10500 до 17000 разів. Питому намагніченість зразків визначали методом Фарадея за температури 20оС у магнітних полях напру­женістю від 80 до 840 кАм1 з точністю до 0,5 %.

Х-променеві дифрактограми зразків композиційно­го матеріалу ПАн-КзГ наведено на рис. 1. Для порівняль­ного аналізу нами також отримано дифрактограми вихід­них компонентів композиту, а саме КзГ та ПАн (рис. 2). Характер наведених дифрактограм підтверджує компо­зитний характер зразків, що яскраво проявляється при масовому співвідношенні ПАн/КзГ 1:1 або 1:2 та 1:4 (рис. 1, ге). Два піки середньої інтенсивності при 2= 20,0о та 2=24,9о належать ПАн, а два інтенсивних пі­ки при 2=20,6о та 2=26,5о  кремнезем-глауконіту у складі композиційного матеріалу (рис. 2, ве). Водночас збільшення вмісту КзГ у композиційному матеріалі приз­водить до зменшення аморфного гало у межах значень 2 від 10 до 35о, що засвідчує зростання ступеня впорядко­ваності ПАн на поверхні дисперсних частинок мінераль­ного наповнювача.

Нами також досліджено вплив електромагнітного поля на питому намагніченість досліджених зразків. Як свідчать отримані результати (рис. 3), зразок мінералу ха­рактеризується намагніченістю, тоді як вихідний ПАн є немагнітним. Введення у полімерну матрицю мінераль­ного наповнювача (при співвідношенні ПАн / КзГ 2:1) призводить до появи, а зі збільшенням вмісту КзГ у ком­позиті  до подальшого зростання величини питомої намагніченості зразків (практично до величини, яка відповідає намагніченості самого мінералу).

Морфологія поверхневих шарів ПАн на дисперсних частинках мінералу відтво­рює його поверхневу морфологію (рис. 4) і є мікроструктурованим утворенням різної товщини залежно від масового співвідно­шення ПАн : КзГ у вихідній полімеризацій­ній суміші.




Рис. 3. Залежність намагніченості зразків вихідних компонентів (КзГ (1); ПАн (2)) та синтезованих композитів (при масо­вому співідношенні ПАн / КзГ  2:1 (3), 1:1 (4), 1:2 (5), 1:4 (6)) від напруже­ності прикладеного магнітного поля
Тож як свідчать наведені результати, синтезований композитний матеріал поєд­нує властивості поліаніліну та природного мінералу кремнезем-глауконіту, що робить його перспективним для застосування на­самперед в електронній промисловості як електропровідного покриття, пігменту-до­датка до антикорозійних покрить металів і сплавів, наповнювача до захисних покрить (екранів) від електромагнітного випроміню­вання тощо.






Рис. 4. СЕМ-зображення зразків КзГ (а) та синтезованого композиту зі співвідно­шенням компонентів ПАн : КзГ, що становить 1 : 1 (б)


  1. Li X. Surface modification of nano-SiO2 particles using polyaniline / Xingwei Li, Gengchao Wang, Xiaoxuan Li // Surf. Coat. Technol.  2005.  Vol. 197, Is. 1.  P. 56– 60.

  2. Synthesis and electromagnetic properties of polyaniline-coated silica/maghemite nanopar­ticles / Tar-Hwa Hsieh, Ko-Shan Ho, Xiaotao Bi [et al.] // Eur. Polym. J. – 2009. – Vol. 45, Is. 3. – P. 613–620.

  3. Binitha N. N. Polyaniline/Pillared Montmorillonite Clay Composite Nanofibers / N. Naraya­nan Binitha, Sankaran Sugunan // J. Appl. Polym. Sci.  2008.  Vol. 107.  P. 3367–3372.

  4. Liu P. Preparation and characterization of conducting polyaniline/silica nanosheet composites / Peng Liu // Curr. Op. Sol. Stat. Mater. Sci. – 2008. – Vol. 12, Is 1. – Р. 9–13.

  5. Conducting polyaniline/kaolinite composite: Synthesis, characterization and temperature sen­sing properties / Nesligül Gonca Duran, Meral Karakışla, Levent Aksu, Mehmet Saçak // Mater. Chem. Phys. - 2009. - Vol. 118, Is. 1. - P. 93–98.

  6. Полімеризація аніліну за наявності глауконіту / Яцишин М., Гринда Ю., Кунько А., Ку­лик Ю. // Вісник Львів. ун-ту. Серія. хім.  2010.  Вип. 51.  С. 395406.

Додати документ в свій блог або на сайт


Схожі:

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconБбк 74. 580. 044 Удк 738. 046. 4 Б 79
В ньому розкривається перспективний досвід роботи з обдарованими учнями ряду методичних кабінетів і науково-методичних центрів, закладів...

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 7: 546. 26 Д. О. Будя, Л.І. Мельник, к т. н., О. О. Васильєва
Струмопровідні композиції на основі вуглецевих наповнювачів І епоксидного зв´язуючого

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 7: 546. 26 Д. О. Будя, Л.І. Мельник, к т. н., О. О. Васильєва
Механічні властивості композитів на основі вуглецевих нанотрубок І епоксидного зв´язуючого

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 7: 551. 763 А. С. Меркулова, Т. С. Боженко
Механічні властивості плівок на основі поліетилену високого тиску наповненого крейдою

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 7: 551. 763 Т. С. Боженко
Вплив концентрації крейдової добавки на основні механічні властивості плівок на основі поліолефінів високого та низького тиску

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconЗміст удк 597. 544. 3 Алексієнко М. В. 5 Просторова структура молоді риб різних частин кременчуцького та канівського водосховищ 5
Влияние дноуглубительных работ на донных беспозвоночных днепровско-бугского лимана 11

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 027. 3 А. Д. Пєтухов, д т. н., В. В. Лукашова, к т. н
«ідеального» спінювання. Подано результати визначення конфігурації формувальних отворів для виготовлення спінених профілів квадратного...

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 027. 3 В. А. Рудакова, Є. М. Войцеховська
Представлені основні висновки за результатами дослідження та подано технічні пропозиції, щодо організації процесу виготовлення спінених...

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 678. 7: 551. 763 А. С. Меркулова
У роботі представлено результати дослідження впливу вмісту крейдового наповнювача на модуль пружності поліетиленових плівок високого...

Удк 544. 163. 3: 678. 746. 5/. 046. 39 М. М. Яцишин, к Х. н iconУдк 504: 346. 544. 4: 658. 516. 3 Н. В. Хоменко, магістр., А. П. Мартиненко, ст викл
Досліджено проблему використання гмо в Україні. Проаналізовані генно-інженерні підходи до створення інтенсивних технологій у харчовій...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©lit.govuadocs.com.ua 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи