Полимеризация метилметакрилата в присутствии трибутилбора и аэросила

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследована полимеризация метилметакрилата в присутствии 0,3-1,2 масс. % аэросила и следующих инициаторов: динитрила азо-бис-изомасляной кислоты, динитрила азо-бис-изомасляной кислоты совместно с трибутилбором, динитрила азо-бис-изомасляной кислоты совместно с трибутилбором и 2,5-ди-трет-бутилбензохиноном-1,4, трибутилбора совместно с ди-трет-бутилперокситрифенилсурьмой. Введение аэросила способствует изменению кинетики полимеризации метилметакрилата и характера ИК-спектра, свидетельствующее об увеличении доли синдиотактического полимера. Это связано с ориентацией мономера и полимера на поверхности наполнителя вследствие адсорбции за счет карбонильного атома кислорода и d-орбиталей кремния. Каждая инициирующая система оказывает особое влияние на ход кинетических кривых. Полимеризация метилметакрилата в присутствии трибутилбора - это координационно-радикальная полимеризация, протекающая в координационной сфере атома бора. Дополнительная координация нарушает координацию мономера и замедляет полимеризацию. Полимеризация метилметакрилата в присутствии системы трибутилбор-п-хинон сочетает в себе координационно-радикальную полимеризацию и псевдоживую радикальную полимеризацию. Для инициирующей системы трибутилбор-ди-трет-бутилперокситрифенилсурьма наряду с физической адсорбцией реализуется и химическая адсорбция, способствующая образованию композита, в котором полимерная матрица (полиметилметакрилат) связана с наполнителем (аэросилом) ковалентными связями. Увеличение количества аэросила до 10 масс. % приводит к соответствующему изменению ИК-спектров композитов. Для изучения механических свойств были получены лабораторные образцы композитов и пленок. Деформационные свойства полиметилметакрилата ухудшаются при его наполнении аэросилом, что характерно для композиционных материалов. Микротвердость меняется в зависимости от используемого инициатора и вида прививки (физической или химической) и коррелирует с кинетическими данными.

Об авторах

Ю. Л. Кузнецова

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: kyul@yandex.ru

Э. Р. Жиганшина

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН

Email: zhisanshinae@mail.ru

К. С. Гущина

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: ksesha.gushchina@gmail.com

С. A. Чесноков

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН

Email: sch@iomc.ras.ru

О. В. Кузнецова

Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН

Email: olga@iomc.ras.ru

Список литературы

  1. Hsissou R., Seghiri R., Benzekri Z., Hilali M., Rafik M., Elharfi A. Polymer composite materials: a comprehensive review // Composite Structures. 2021. Vol. 262. P. 113640. https://doi.org/10.1016/j.comp-struct.2021.113640.
  2. Van de Werken N., Tekinalp H., Khanbolouki P., Ozcan S., Williams A., Tehrani M. Additively manufactured carbon fiber-reinforced composites: state of the art and perspective // Additive Manufacturing. 2020. Vol. 31. P. 100962. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100962.
  3. Asim M., Saba N., Jawaid M., Nasir M., Pervaiz M., Alothman O.Y. A review on phenolic resin and its composites // Current Analytical Chemistry. 2018. Vol. 14, no. 3. P. 185-197. https://doi.org/10.2174/1573411013666171003154410.
  4. Лебедева О.В., Сипкина Е.И. Полимерные композиты и их свойства // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 2. С. 192-207. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-192-207.
  5. Arabpour A., Shockravi A., Rezania H., Farahati R. Investigation of anticorrosive properties of novel silane-functionalized polyamide/GO nanocomposite as steel coatings // Surfaces and Interfaces. 2020. Vol. 18. P. 100453. https://doi.org/10.1016/j.surf-in.2020.100453.
  6. Zindani D., Kumar K. An insight into additive manufacturing of fiber reinforced polymer composite // International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. 2019. Vol. 2, no. 4. P. 267-278. https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2019.08.004.
  7. Rbaa M., Benhiba F., Hssisou R., Lakhrissi Y., Lakhrissi B., Touhami M.E., et al. Green synthesis of novel carbohydrate polymer chitosan oligosaccharide grafted on dglucose derivative as bio-based corrosion inhibitor // Journal of Molecular Liquids. 2021. Vol. 322. P. 114549. https://doi.org/10.1016/j.mol-liq.2020.114549.
  8. Hssissou R., Benzidia B., Hajjaji N., Elharfi A. Elaboration, electrochemical investigation and morphological study of the coating behavior of a new polymeric polyepoxide architecture: crosslinked and hybrid deca-glycidyl of phosphorus Penta methylene dianiline on E24 carbon steel in 3.5% NaCl // Portugaliae Electrochimica Acta. 2019. Vol. 37, no. 3. P. 179-191. https://doi.org/10.4152/pea.201903179.
  9. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология. Долгопрудный: Интеллект, 2010. 352 с.
  10. Jeelani P.G., Mulay P., Venkat R., Ramalingam C. Multifaceted application of silica nanoparticles. A review // Silicon. 2020. Vol. 12, no. 6. P. 1337-1354. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00229-y.
  11. Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезема: монография. М.: Паладин, 2008. 172 с.
  12. Fujisawa S., Kadoma Y. Tri-n-butylborane/wa-tercomplex-mediated copolymerization of methyl methacrylate with proteinaceous materials and proteins: a review // Polymers. 2010. Vol. 2, no. 4. P. 575-595. https://doi.org/10.3390/polym2040575.
  13. Tsukada M., Yamamoto T., Nakabayashi N., Ishikawa H., Freddi G. Grafting of methyl methacrylate onto silk fibers initiated by tri-n-butylborane // Journal of Applied Polymer Science. 1991. Vol. 43, no. 11. P. 21152121. https://doi.org/10.1002/app.1991.070431119.
  14. Kuznetsova Yu.L., Morozova E.A., Vavilova A.S., Markin A.V., Smirnova O.N., Zakharycheva N.S., et al. Synthesis of biodegradable grafted copolymers of gelatin and polymethyl methacrylate // Polymer Science. Series D. 2020. Vol. 13, no. 4. P. 453-459. https://doi.org/10.1134/S1995421220040115.
  15. Okamura H., Sudo A., Endo T. Generation of radical species on polypropylene by alkylborane-oxy-gen system and its application to graft polymerization // Journal of Polymer Science. Part A: Polymer Chemistry. 2009. Vol. 47, no. 22. P. 6163-6167. https://doi.org/10.1002/pola.23659.
  16. Додонов В.А., Дрэгичь А.И. Инициирующая система три-н-бутилбор - кислород в полимеризационном наполнении ПВХ минеральными наполнителями // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. N 3. С. 79-82.
  17. Патент N 1621491, Российская Федерация, C08 J5/02. Способ склеивания термопластов / В.А. Додонов, Ю.В. Жаров, Ю.Н. Краснов, Л.В. Чесноков; заявитель и патентообладатель Научно-исследовательский институт химии при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского. Заявл. 32.02.1989; опубл. 20.05.1996.
  18. Додонов В.А., Дрэгичь А.И., Гущин А.В., Ильянов С.Н. Полимеризационное наполнение ПВХ минеральными оксидами под действием радикальной системы триалкилбор-дипероксид трифенилсурьмы // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. N 4. С. 118-124.
  19. Dodonov V.A., Starostina T.I., Kuropatov V.A., Malysheva Y.B., Kuznetsova Y.L., Buzina A.S. Coordination radical polymerization of methyl methacrylate, initiated by the azobis(isobutyronitrile)-tri-n-butylborane binary system // Russian Journal of Applied Chemistry. 2017. Vol. 90, no. 1. P. 77-83. https://doi.org/10.1134/s1070427217010128.
  20. Dodonov V.A., Kuznetsova Yu.L., Vilkova A.I., Skuchilina A.S., Nevodchikov V.I., Beloded L.N. Uncontrolled pseudoliving free-radical polymerization of methyl methacrylate in the presence of butyl-p-benzo-quinones // Russian Chemical Bulletin. 2007. Vol. 56, no. 6. P. 1162-1165. https://doi.org/10.1007/s11172-007-0176-z.
  21. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. Физические свойства и методы очистки / пер. с англ. Н.Н. Тихомировой. М.: Изд-во иностранной литературы, 1958. 520 с.
  22. Ludin D., Voitovich Yu., Salomatina E., Kuznetsova Yu., Grishin I., Fedushkin I., et al. Polymerization with borane chemistry. Tributylborane/p-quinone system as a new method of reversible-deactivation radical copolymerization for styrene and methyl acrylate // Macromolecular Research. 2020. Vol. 28, no. 9. P. 851-860. https://doi.org/10.1007/s13233-020-8111-3.
  23. А.С., N 677382, СССР. Способ получения сурьмаорганических дипероксидов / Г.А. Разуваев, В.А. Додонов, Т.Г. Брилкина. 1979.
  24. Зайцев В.Н. Комплексообразующие кремнеземы: синтез, строение привитого слоя и химия поверхности. Харьков: Фолио, 1997. 239 с.
  25. Дехант И., Данц Р., Киммер В., Шмольке Р. Инфракрасная спектроскопия полимеров / пер. с нем. В.В. Архангельского. М.: Химия, 1976. 472 с.
  26. Додонов В.А., Гришин Д.Ф., Аксенова И.Н. Электрофильность растущих макрорадикалов как фактор, определяющий скорость в координационно-радикальной полимеризации акриловых мономеров // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1993. Т. 35. N 12. С. 2070-2072.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».