Хімічно активні кремнеземні наповнювачі полімерних систем
Анотація
Розглянуто сучасні теорії посилення полімерних матеріалів та чинники, що обумовлюють структуруючу дію кремнеземних наповнювачів. Наведено результати вивчення впливу типу функціональних груп, прищеплених до поверхні кремнеземів, на структуру полімерних композитів.
Показано, що властивості композиту обумовлюються характеристиками шару полімеру біля поверхні наповнювача. Визначальним чинником при формуванні структури композиту є здатність поверхні наповнювача направлено орієнтувати зростаючі в процесі полімеризації макромолекули, а у випадку кополімерів – змінювати також склад кополімерних блоків через вибіркову адсорбцію компонентів суміші мономерів.
Посилання
Zou H., Wu S., Shen J. Polymer/silica nanocomposites: preparation, characterization, properties, and applications// Chem. Rev. – 2008. – V. 108. – P.3893 ‑ 3957.
Mahrholz T., Stangle J., Sinapius M. Quantitation of the reinforcement effect of silica nanoparticles in epoxy resins used in liquid composite moulding processes // Composites, A. – 2009. – V. 40. – P. 235 – 243.
Smith J.S., Bedrov D., Smith G.D. A molecular dynamics simulation study of nanoparticle interactions in a model polymer–nanoparticle composite // Compos. Sci. Tech. – 2003. – V. 63. – P. 1599 – 1605.
Zhou Q., Xanthos M. Nanosize and microsize clay effects on the kinetics of the thermal degradation of polylactides // Polym. Degrad. Stab. – 2009. – V. 94. – P. 327 – 338.
Siengchin S., Karger-Kocsis J. Structure and creep response of toughened and nanoreinforced polyamides produced via the latex route: Effect of nanofiller type // Compos. Sci. Tech. – 2009. – V. 69. – P. 677 – 683.
Vansant E.F., Van Der Voort P., Vrancken K.C. Characterization and Chemical Modification of the Silica Surface. – Amsterdam: Elsevier, 1995. – 560 p.
Lipatov Y.S. Polymer blend and interpenetration polymer networks at the interface with solids // Prog. Polym. Sci. – 2002. – V. 27. – № 9. – P. 1721 – 1801
Plueddemann E.P. Composite materials. / L.J. Broutman and R.H. Krock (Eds.)/ - Academic Press: New York and London. – 1974. – V. 6. – P. 181 – 227.
Synergistic effect of carbon black and nanoclay fillers in styrene butadiene rubber matrix: Development of dual structure / S. Praveen, P.K. Chattopadhyay, P. Albert, V.G. Dalvi, B.C. Chakraborty, S. Chattopadhyay // Composites, A. – 2009. – V. 40. – P. 309 – 316.
Mechanical properties of experimental dental composites containing a combination of mesoporous and nonporous spherical silica as fillers / S.P. Samuel, S. Li, I. Mukherjee, Y. Guo, A.C. Patel, G. Baran, Y. Wei // Dent. Mater. – 2009. – V. 25. – P. 296 – 301.
Zisman W.A. Influence of constitution on adhesion // Ind. Eng. Chem. – 1963. – V. 55. – № 10. – P. 18 – 38.
Hooper R.C., 11th Ann. Techn. Conf. SPI, Reinforced Plastics. Div., Sect. 8-B, 1956.
Kumins C.A., Roteman J. Effect of solid polymer interaction on transition temperature and diffusion coefficients // J. Polym. Sci., A. – 1963. – V. 1. – P. 527 ‑ 540.
Bjorksten J., Yaeger L.L. Vinyl silane size for glass fabric // Modern Plastics. – 1952. – V. 29. – P. 124 – 188.
Micromechanics-based modelling of stiffness and yield stress for silica/polymer nanocomposites / S. Boutaleb, F. Zairi, A. Mesbah, M. Nait-Abdelaziz, J.M. Gloaguen, T. Boukharouba, J.M. Lefebvre // Int. J. Solids Struct. – 2009. – V. 46. – P. 1716 – 1726.
Qiao R., Brinson L.C. Simulation of interphase percolation and gradients in polymer nanocomposites // Compos. Sci. Tech. – 2009. – V. 69. – P. 491 – 499.
Kluppel M. The role of disorder in filler reinforcement of elastomers on various length scales // Adv. Polym. Sci. – 2003. – V. 164. – P. 1 – 86.
Reinforcement effects in nanocomposites enhanced by aggregation and percolation phenomena / P. Mele, S. Marseau, D. Brown, N.D. Alberola // EuroFillers03, Alicante (Spain), September 8-11, 2003. – P. 225 – 228.
Balazs A.C., Emrick T., Russell T.P. Nanoparticle polymer composites: Where two small worlds meet // Science. – 2006. – V. 314. – P. 1107 – 1110.
Hooper J.B., Schweizer K.S. Theory of phase separation in polymer nanocomposites // Macromolecules. – 2006. – V. 39. – P. 5133 – 5142.
Effect of nanoscopic particles on the mesophase structure of diblock copolymers / J.Y. Lee, R. B. Thompson, D. Jasnow, A.C. Balazs // Macromolecules. – 2002. – V. 35. – P. 4855 – 4858.
Novel precipitated silicas: an active filler of synthetic rubber / T. Jesionowski, A. Krysztafkiewicz, J. Zurawska, K. Bula // J. Mater. Sci. – 2009.– V. 44. – P. 759 – 769.
Govsky D.Y. Devise application of polymer-nanocomposites // Adv. Polym. Sci.– 2000.– V. 153. – P. 163 – 205.
Lipatov Yu.S. Polymer Reinforcement. – ChemTech Publishing, 1995. – 406 p.
Reiko S., Koji K., Tadakuni T. Synthesis of poly(methylmethacrylate)-silica nanocomposite // J. Macromol. Sci. – Pure Appl. Chem. – 2002. – V. 39A. – № 3. – P. 171 – 182.
Tertykh V., Bolbukh Yu, Yanishpolskii V. Effect of unmodified and surface treated fumed silica on the polymerization of HEMA // Macromol. Symp. – 2005. – V. 221. – № 1. – P 145 – 152.
Kontou E., Anthoulis G. The effect of silica nanoparticles on the thermomechanical properties of polystyrene // J. Appl. Polym. Sci. – 2007. – V. 105. – P. 1723 – 1731.
Брык М.Т. Полимеризация на твердой поверхности неорганических веществ. – Киев: Наук. думка, 1981. – 288 с.
Bolbukh Yu, Mamunya Ye.P., Tertykh V.A. Thermomechanical investigation of composites based on 2-hydroxyethylmethacrylate and high disperse initial and modified silica // J. Therm. Anal. Cal. ‑ 2005. ‑ V. 81. – P. 15 – 21.
Vaia R.A., Maguire J. F. Polymer nanocomposites with prescribed morphology: going beyond nanoparticle-filled polymers// Chem. Mater. – 2007. – V. 19. – P. 2736 ‑ 2751.
Schmidt G., Malwitz M.M. Properties of polymer–nanoparticle composites // Curr. Opinion Colloid Interface Sci. – 2003. – V. 8. – P. 103 – 108.
Properties/structure relationships in innovative PCL–SiO2 nanocomposites. / M. Avella, F. Bondioli, V. Cannillo, S. Cosco, M.E. Errico, A.M. Ferrari, B. Focher, M. Malinconico // Macromol. Symp. – 2004. – V. 218. – P. 201 – 210.
Effect of surface hydride, vinyl, and methyl groups on thermal stability of modified silica-divinylbenzene-di(methacryloyloxymethyl)naphthalene composites / Y.M. Bolbukh, P.O. Kuzema, V.A. Tertykh, B. Gawdzik // Int. J. Polym. Mater. – 2007. – V. 56., № 8. – P. 803 – 823.
Composite polymer electrolytes based on poly(ethyleneglycol) and hydrophobic fumed silica: dynamic rheology and microstructure / S.R. Raghavan, M.W. Riley, P.S. Fedkiw, S.A. Khan // Chem. Mater. – 1998. – V. 10. – P. 244 – 251.
Кузема П.О., Больбух Ю.М. Високодисперсні кремнеземи з метильними та гідридними поверхневими групами як наповнювачі полімерів // Сб. статей по материалам 13-й Межд. научно-практ. конф. “Технологии ХХІ века”. – Алушта, 2006. – С. 98 – 102.
Filler-filler interaction and filler-polymer interaction in carbon black and silica filled ExxproTM polymer / W.K. Wong., G. Ourieva, M.F. Tse, H.C. Wang // Macromol. Symp. – 2003. – V. 194. – P. 175 – 184.
Bolbukh Iu.M., Tertykh V.A., Gawdzik B. Preparation and characterization of porous polymer composites filled with chemically modified silica // Polish J. Chem. – 2008. – V.82. – P. 17 – 24.
Bolbukh Y., Tertykh V., Gawdzik B. Porous polymeric nanocomposites filled with chemically modified fumed silicas / In: Surface Chemistry in Biomedical and Environmental Science, J.P. Blitz and V. Gun’ko (Eds.), NATO Science Series: II. Mathematics, Physics and Chemistry, Springer: Dordrecht. 2006. – V. 228. – P. 103 ‑ 111.
Bolbukh Yu., Tertykh V., Gawdzik B. DTA and DSC studies of filled porous copolymers // J. Therm. Anal. Cal. – 2006. ‑ V. 86, № 1. – P. 125 – 132.
Preparation and structure of porous polymer nanocomposites with chemically active silica fillers / Yu.M. Bolbukh, V.А. Tertykh, P.O. Kuzema, B. Gawdzik // Proc. X Ukrainian- Polish Symp. on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications, Part 1, Lviv-Uzlissia, Ukraine, 26‑30 September. – 2006. – P. 32.
Tertykh V., Bolbukh Yu., Gawdzik B. Effect of silica filler functionalization on structure of porous polymer spheres // Book of abst. Europ. Polymer Congress. – 2007, July 1-6, 2007, Portoroz, Slovenia, P. 57.
