ПОВЕРХНЕВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДИФІКОВАНИХ ПОЛІВІНІЛОВИМ СПИРТОМ І ПОЛІВІНІЛПІРОЛІДОНОМ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ НАТРІЄВОГО РІДКОГО СКЛА

1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Lviv Polytechnic National University

Досліджено фізико-хімічні властивості поверхні металовмісних полімер-силікатних композитів, які одержані сумісним осадженням водорозчинних полімерів і силікатів під дією хлоридів металів: питому площу поверхні, кількість активних центрів, волого поглинання, сорбційна здатність. Для досліджень були використані методи сканувальної електронної мікроскопії, ІЧ спектроскопії та методи, які базуються на виявленні закономірностей сорбції кислотно-основних індикаторів з різною природою функційних груп та значенням pKα поверхнею композитів.

Встановлено вплив природи і вмісту полімерних модифікаторів (полівінілового спирту і полівінілпіролідону) та осаджувачів (хлориди Ba, Cu, Co, Ni, Zn, Fe) на фізико-хімічні властивості поверхні дрібнодисперсних металовмісних полімер-силікатних композитів, зокрема на значення питомої площі поверхні і кількість активних центрів. Виявлено, що значення питомої площі поверхні та кількості активних центрів відносно метиленового синього становлять 61-78 м2/г та 80-99.10-6 моль/г відповідно і залежать від природи модифікатора. Сорбційна здатність металовмісних полімер-силікатних композитів має специфічний селективний характер і в значній мірі визначається природою полімерного модифікатора і металу. Кількість активних центрів металовмісних полімер-силікатних композитів зменшується у ряді Ni2+> Zn2+> Fe3+> Al3+> Сu2+> Сo2+> Ba2+.

Використання полімерних модифікаторів призводить до зменшення кількості активних центрів, що пов’язано із блокуванням активних груп поверхні силікатних утворень (силандіольних, силанольних, силоксанових) внаслідок взаємодії з функційними групами модифікатора. Дрібнодисперсні частинки композиту без полімерного модифікатора характеризуються монолітністю і їхній розмір є більшим на 20-30 %, ніж модифікованих.

Встановлено, що введення Ni-містить полімер-силікатного наповнювача в поліестерні композиції призводить до прискорення їх тверднення, при цьому полімерні модифікатори сприяють пришвидшенню цього процесу.

1. Bykov E. A., Dehtyarev V. V. (2006). Modern fillers Questions of chemistry and chemical engineering an important factor in improving the competitiveness of composites. Plastic masses, 1, 32-36.
2. Moumita Kotal, Anil K. Bhowmick (2015). Polymer nanocomposites from modified clays: Recent advances and challenges. Progress in Polymer Science. 51 (13), 1127-1187. https://doi. org/10.1016/j. progpolymsci.2015.10.001
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2015.10.001
3. García M. (2004). Polymer - inorganic nanocomposites, influence of colloidal silica. Thesis university of Twente.
4. Yiu-Wing Mai, Zhong-Zhen Yu, (2006). Polymer Nanocomposites, Cambridge: Woodhead Publishing Limited.
5. Rakesh K. Gupta, Elliot Kennel, Kwang-Jea Kim (2009) Polymer Nanocomposites Handbook. Cambridge: CRC Press.
6. Mittal V. (2009) Polymer Nanocomposites: Advances in Filler Surface Modification Technique. - New York: Nova Science Publ.
7. Dibyendu Mondal, Md. Masud R. Mollick, Biplab Bhowmick, Dipanwita Maity, Mrinal K. Bain, Dipak Rana, Asis Mukhopadhyay, Kausik Dana, Dipankar Chattopadhyay (2013) Effect of poly (vinylpyrrolidone) on the morphology and physical properties of poly (vinyl alcohol)/sodium montmorillonite nanocomposite films, Progress in Natural Science: Materials International, 23 (6), 579-587.
https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2013.11.009
8. Kerber M. L., Vinogradov V. M., Golovkin G. S., Berlina A. A. (Eds.) (2008) Polimernyye kompozitsionnyye materialy // SP.: Professiya.
9. Voronin E. F., Nosach L. V., Pahlov E. M. (2007). Peculiarities of adsorption interactions on the surface of the aggregate nanosilica. Physical chemistry of nanomaterials and supramolecular structures, 1, 264-285.
10. Masyuk A. S., Levytskyi V. Ye. (2014). Regularities of obtaining of polymer-silicate composites from water-soluble silicates and polymers. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, 6/6(72), 29-33.
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.30870
11. Levytskyi, V. Ye., Masyuk, A. S., Suberlyak, O. V. (2017) Preparation and properties of polymersilicate composites based on hydrophilic polymers // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 6, 68-74.
12. Bishop E. (1976). Indicators. Moskow "Myr".
13. Levytskyi V., Masyuk A., Katruk D. and Bratychak M. (2016) Regularities of obtaining, morphology and properties of metal-containing polymer-silicate materials and polyester composites on their basis Chemistry & Chemical technology. 1, 35-40.
https://doi.org/10.23939/chcht10.01.035

1. Bykov E. A., Dehtyarev V. V. (2006). Modern fillers Questions of chemistry and chemical engineering an important factor in improving the competitiveness of composites. Plastic masses, 1, 32–36. 2. Moumita Kotal, Anil K. Bhowmick (2015). Polymer nanocomposites from modified clays: Recent advances and challenges. Progress in Polymer Science. 51 (13), 1127–1187. https://doi. org/10.1016/j. progpolymsci.2015.10.001 3. García M. (2004). Polymer – inorganic nanocomposites, influence of colloidal silica. Thesis university of Twente. 4. Yiu-Wing Mai, Zhong-Zhen Yu, (2006). Polymer Nanocomposites, Cambridge: Woodhead Publishing Limited. 5. Rakesh K. Gupta, Elliot Kennel, Kwang-Jea Kim (2009) Polymer Nanocomposites Handbook. Cambridge: CRC Press. 6. Mittal V. (2009) Polymer Nanocomposites: Advances in Filler Surface Modification Technique. – New York: Nova Science Publ. 7. Dibyendu Mondal, Md. Masud R. Mollick, Biplab Bhowmick, Dipanwita Maity, Mrinal K. Bain, Dipak Rana, Asis Mukhopadhyay, Kausik Dana, Dipankar Chattopadhyay (2013) Effect of poly (vinylpyrrolidone) on the morphology and physical properties of poly (vinyl alcohol)/sodium montmorillonite nanocomposite films, Progress in Natural Science: Materials International, 23 (6), 579–587. 8. Kerber M. L., Vinogradov V. M., Golovkin G. S., Berlina A. A. (Eds.) (2008) Polimernyye kompozitsionnyye materialy // SP.: Professiya. 9. Voronin E. F., Nosach L. V., Pahlov E. M. (2007). Peculiarities of adsorption interactions on the surface of the aggregate nanosilica. Physical chemistry of nanomaterials and supramolecular structures, 1, 264–285. 10. Masyuk A. S., Levytskyi V. Ye. (2014). Regularities of obtaining of polymer-silicate composites from water-soluble silicates and polymers. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, 6/6(72), 29–33. 11. Levytskyi, V. Ye., Masyuk, A. S., Suberlyak, O. V. (2017) Preparation and properties of polymersilicate composites based on hydrophilic polymers // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 6, 68–74. 12. Bishop E. (1976). Indicators. Moskow “Myr”. 13. Levytskyi V., Masyuk A., Katruk D. and Bratychak M. (2016) Regularities of obtaining, morphology and properties of metal-containing polymer-silicate materials and polyester composites on their basis Chemistry & Chemical technology. 1, 35–40.