Preview

Наносистемы: физика, химия, математика

Расширенный поиск

Нанокомпозиты ароматического полиамидоимида с нанотубулярным Mg-Fe-гидросиликатом

https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-2-268-284

Аннотация

Композитные пленки на основе ароматического полиамидоимида с карбоксилсодержащими фрагментами в повторяющихся звеньях (ПАИ-Ас), содержащие гидросиликатные нанотрубки (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4, структурно чувствительны к молекулярной массе используемого полимера. По данным мёссбауэровской спектроскопии, нанотрубки, введенные в полимерную матрицу, как правило, сохраняют свою первоначальную структуру. При использовании полимера с относительно низкой молекулярной массой образуются композитные пленки, нестабильные при первапорации циклогексана и этанола. В случае высокомолекулярного полимера полученные мембраны стабильны при первапорации. Они более проницаемы для полярных жидкостей по сравнению с базовым полимером и композиционными мембранами, содержащими нанотрубки Mg3Si2O5(OH)4. Анализ обнаруженных отличий свойств исследованных нанокомпозитов с железосодержащими нанотрубками в матрице ПАИ-Ак от аналогичных нанокомпозитов с магнийсодержащими нанотрубками позволяет сделать вывод о необходимости изучения композиционных мембран с железосодержащими наночастицами другой структуры.

Об авторах

С. В. Кононова
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Кононова Светлана Викторовна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



Г. К. Лебедева
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Лебедева Галина Константиновна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



В. С. Козлов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
Россия

Козлов Валерий Степанович.

188300, Ленинградская обл., г. Гатчина, мкр. Орлова роща, д. 1



Э. Н. Корыткова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов Российской Академии Наук
Россия

Корыткова Элеонора Николаевна.

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2



Т. П. Масленникова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов Российской Академии Наук
Россия

Масленникова Татьяна Петровна.

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2



Е. В. Кручинина
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Кручинина Елена Владимировна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



Е. Н. Власова
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Власова Елена Николаевна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



Н. Н. Сапрыкина
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Сапрыкина Наталья Николаевна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



Г. Н. Губанова
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Губанова Галина Николаевна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



М. Э. Вылегжанина
Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Россия

Вылегжанина Милана Эрнестовна.

199004, Большой проспект 31, Санкт-Петербург



В. Т. Лебедев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
Россия

Лебедев Василий Тимофеевич.

188300, Ленинградская обл., г. Гатчина, мкр. Орлова роща, д. 1



Список литературы

1. Sreekumar T.V., Liu T., Min B.G., Guo H., Kumar S., Hauge R.H., Smalley R.E. Polyacrylonitrile Single-Walled Carbon Nanotube Composite Fibers. Adv. Mat., 2004, 16 (1), 58.

2. Yudin V.E., Otaigbe J.U., Gladchenko S., Olson B.G., Nazarenko S., Korytkova E.N., Gusarov V.V. New polyimide nanocomposites based on silicate type nanotubes: Dispersion, processing and properties. Polymer, 2007, 48, P. 1306–1315.

3. Zhen-Liang X.U., Li-Yun Y.U., Ling-Feng H.A.N. Polymer-nanoinorganic particles composite membranes: a brief overview. Front. Chem. Eng. China, 2009, 3 (3), 318.

4. Samad A., Lau K.Y., Khan I.A., Khoja A.H., Jaffar M.M., Tahir M. Structure and breakdown property relationship of polyethylene nanocomposites containing laboratory-synthesized alumina, magnesia and magnesium aluminate nanofillers. J. Phys. Chem. Solids, 2018, 120, P. 140–146.

5. Li S., Lin M.M., Toprak M.S., Kim D.K., Muhammed M. Nanocomposites of polymer and inorganic nanoparticles for optical and magnetic applications. Nano Reviews, 2010, 1, 5214.

6. Jeon I-Y., Baek J-B. Nanocomposites Derived from Polymers and Inorganic Nanoparticles. Materials, 2010, 3 (6), 3654.

7. Sawunyama L., Ajiboye T.O., Oyewo O., Onwudiwe D.C. Ceramic-polymer composite membranes: Synthesis methods and environmental applications. Ceramics Int., 2024, 50, P. 5067–5079.

8. Vu De Q., Koros W. J., Miller S. J. High Pressure CO2/CH4 Separation Using Carbon Molecular Sieve Hollow Fiber Membranes. Industrial & engineering chemistry research 2002, 41 (3), 367.

9. Mahajan R., Koros W.J., Thundyil M. Mixed matrix membranes: important and challenging. Membrane Technology, 1999, 105, 6.

10. Moaddeb M., Koros W.J. Occlusion of pores of polymeric membranes with colloidal silica. J. Membrane Sci., 1997, 136 (1), P. 273–277.

11. Koros W.J., Coleman M.R., Walker D.R.B. Controlled permeability polymer membranes. Annu. Rev. Mater. Sci., 1992, 22, P. 47–89.

12. Singh-Ghosal A., Koros W.J. Energetic and entropic contributions to mobility selectivity in glassy polymers for gas separation membranes. Ind. Eng. Chem. Res., 1999, 38, 3647.

13. Pinnau I., He Z.J., Morisato A. Nanostructured poly (4-methyl-2-pentyne)/silica hybrid membranes for gas separation. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. Part 2, 2001, 222, U368.

14. Nunes S.P., Peinemann K.V., Ohlrogge K., Alpers A., Keller M., Pires A.T.N. Membranes of poly(ether imide) and nanodispersed silica. J. Membrane Sci., 1999, 157, 219.

15. Potschke P., Fornes T.D., Paul D.R. Rheological behavior of multiwalled carbon nanotube/polycarbonate composites. Polymer, 2000, 41, 3861.

16. Baughman R.H., Zakhidov A.A., Heer W.A. Carbon Nanotubes – the Route Toward Applications. Science, 2002, 297 (5582), 787.

17. Sholl D.S., Johnson J.K. Making High-Flux Membranes with Carbon Nanotubes. Science, 2006, 312 (5776), P. 1003–1004.

18. McGinnis R.L., Reimund K., Ren J., Xia L., Chowdhury M.R., Sun X., Abril M., Moon J.D., Merrick M.M., Park J., Stevens K.A., McCutcheon J.R., Freeman B.D. Large-scale polymeric carbon nanotube membranes with sub–1.27 nm pores. Sci. Adv., 2018, 4 (3), 1700938.

19. Geise G.M., Paul D.R., Freeman B.D. Fundamental water and salt transport properties of polymeric materials. Progress in Polymer Science, 2014, 39 (1), P. 1–42.

20. Kononova S.V., Gubanova G.N., Korytkova E.N., Sapegin D.A., Setnickova K., Petrychkovych R., Uchytil P. Polymer Nanocomposite Membranes. Appl. Sci., 2018, 8, 1181.

21. Korytkova E.N., Maslov A.V., Pivovarova L.N., Drozdova I.A., Gusarov V.V. Formation of Mg3Si2O5(OH)4 nanotubes under hydrothermal conditions. Glass Phys. Chem. (Engl. Transl.), 2004, 30 (1), P. 51–55.

22. Kononova S.V., Korytkova E.N., Romashkova K.A., Kuznetsov Y.P., Gofman I.V., Svetlichnyi V.M., Gusarov V.V. Nanocomposite based on polyamidoimide with hydrosilicate nanoparticles of varied morphology. Russian J. of Applied Chemistry, 2007 80 (12), P. 2142–2148.

23. Skuland T., Maslennikova T., Lag M., Gatina E., Serebryakova M., Trulioff A., Kudryavtsev I., Klebnikova N., Kruchinina I., Schwarze P. E., Refsnes M. Synthetic hydrosilicate nanotubes induce low pro?inflammatory and cytotoxic responses compared to natural chrysotile in lung cell cultures. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, 2019, 126 (2), 13341.

24. Korytkova E.N., Pivovarova L.N., Drozdova I.A., Gusarov V.V. Synthesis of nanotubular nickel hydrosilicates and nickel-magnesium hydrosilicates under hydrothermal conditions. Glass Physics and Chemistry, 2005, 31 (6), P. 797–802.

25. Gubanova G.N., Kononova S.V., Vylegzhanina M.E., Sukhanova T.E., Grigor’Ev A.I., Romashkova K.A., Svetlichnyi V.M., Korytkova E.N., Christi M., Timpu D., Harabagiu V. Structure, morphology, and thermal properties of nanocomposites based on polyamidoimides and hydrosilicate nanotubes. Russian J. of Applied Chemistry, 2010, 83 (12), P. 2175–2181.

26. Kononova S.V., Korytkova E.N., Maslennikova T.P., Romashkova K.A., Kruchinina E.V., Potokin I.L., Gusarov V.V. Polymer-inorganic nanocomposites based on aromatic polyamidoimides effective in the processes of liquids separation. Russ. J. Gen. Chem., 2010, 80, 1136.

27. Gubanova G.N., Sukhanova T.E., Vylegzhanina M.E., Lavrentiev V.K., Romashkova K.A., Kutin A.A., Maslennikova T.P., Kononova S.V. Analysis of the surface morphology, structure and properties of polyamidoimide nanocomposites with tubular hydrosilicates. J. of Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2017, 11 (5), 1022.

28. Gusinskaya V.A., Koton M.M., Batrakova T.V., Romashkova K.A. Poly(amino) imides based on symmetrical and asymmetrical imido acid dichlorides. Polymer Science U.S.S.R., 1976, A18 (12), P. 3062–3068.

29. Korytkova E.N., Pivovarova L.N., Semenova O.E., Drozdova I.A., Povinich V.F., Gusarov V.V. Hydrothermal synthesis of nanotubulal Mg-Fe hydrosilicate. Russian J. of Inorganic Chemistry, 2007, 52 (3), P. 338–344.

30. Kononova S.V., Kremnev R.V., Suvorova E.I., Baklagina Y.G., Volchek B.Z., Uchytil P., Shabsels B.M., Romashkova K.A., Setnickova K., Reznickova J. Pervaporation membranes with poly(γ-benzyl-l-glutamate) selective layers for separation of toluene–n-heptane mixtures. J. Membr. Sci., 2015, 477, 14.

31. Eckhard Bill, in 57Fe-Mössbauer Spectroscopy and Basic Interpretation of Mössbauer Parameters, (Eds: Crichton R.R., Louro R.O.), Elsevier, 2013, 5, P. 109–130.

32. Eckhard Bill, in 57Fe-Mo¨ssbauer spectroscopy and basic interpretation of Mössbauer parameters, (Eds: Crichton R.R., Louro R.O.), Elsevier, 2020, 6, P. 201–228.

33. Boulatov F.M., Ivoilova E.Kh. Structural features of chrysotile asbestos according to Mössbauer spectroscopy data. Mineralogical J., 1985, 7 (2), P. 22–29.

34. Ristić M., Czakó-Nagy I., Musić S., Vértes A. Spectroscopic characterization of chrysotile asbestos from different regions. J. of Molec. Struct., 2011, 993, 120.

35. Lemos B.R.S., Teixeira A.P.C., Ardisson J.D., Macedo W.A.A., Fernandes-Outon L.E., Amorim C.C., Moura F.C.C., Lago R.M. Magnetic Amphiphilic Composites Applied for the Treatment of Biodiesel Wastewaters. Appl. Sci., 2012, 2 (2), 513.

36. Krasilin A.A., Panchuk V.V., Semenov V.G., Gusarov V.V. Formation of variable-composition iron(III) hydrosilicates with the chrysotile structure. J. of Gen. Chem., 2016, 86 (12), 1943.

37. Kozlov V.S., Maslennikova T.P., Korytkova E.N., Kononova S.V. Möessbauer study of iron ions localization in the structure of synthetic chrysotile-asbestos hydrosilicate nanotubes. Neutron Scattering in Condensed Matter Research (RNICS-2021), Russia, Ekaterinburg, 2021, 306.

38. Gubanova G.N., Timpu D., Cristea M., Kononova S.V., Korytkova E.N., Sapegin D.A., Saprykina N.N., Volkov A.Y., Klechkovskaya V.V. Nanocomposites Based on Poly(Amide-Imide) Matrix with Na–Mg Triple Chain Hydrosilicate. Crystallography Reports, 2021, 66 (7), 1185.

39. Kryazheva K.S., Korytkova E.N., Maslennikova T.P., Ugolkov V.L. Interacton of chrisotyl nanotubes with water-alcohol solutons at different temperature-time parameters. Glass Phys. Chem., 2012, 38 (1), 122.


Рецензия

Для цитирования:


Кононова С.В., Лебедева Г.К., Козлов В.С., Корыткова Э.Н., Масленникова Т.П., Кручинина Е.В., Власова Е.Н., Сапрыкина Н.Н., Губанова Г.Н., Вылегжанина М.Э., Лебедев В.Т. Нанокомпозиты ароматического полиамидоимида с нанотубулярным Mg-Fe-гидросиликатом. Наносистемы: физика, химия, математика. 2024;15(2):268-284. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-2-268-284

For citation:


Kononova S.V., Lebedeva G.K., Kozlov V.S., Korytkova E.N., Maslennikova T.P., Kruchinina E.V., Vlasova E.N., Saprykina N.N., Gubanova G.N., Vylegzhanina M.E., Lebedev V.T. Nanocomposites of aromatic poly(amide-imide) with nanotubular Mg-Fe hydrosilicate. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2024;15(2):268-284. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-2-268-284

Просмотров: 8


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-8054 (Print)
ISSN 2305-7971 (Online)