Полимерные слоистые нанокомпозиты

Нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов и на основе монтмориллонита. Анализ методов синтеза полимерных нанокомпозитов. Перспективы производства полимерных нанокомпозитов. Свойства нанокомпозитов кремния. Структура слоистого силиката.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.12.2013
Размер файла 847,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ

Полимерные слоистые нанокомпозиты

Работу выполнили:

Студенты 2-го курса группы 11-1В

Погодина Евгения, Мингазова Эльвира

Научный руководитель:

кандидат химических наук,

доцент Старикова Мария Сергеевна

Волжск, 2013 г

Содержание

Введение

Глава 1. Полимерные нанокомпозиты

1.1 Нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов

1.2 Методы синтеза полимерных нанокомпозитов на основе слоистых силикатов

1.3 Полимерные нанокомпозиты на основе монтмориллонита

Глава 2. Свойства полимерных нанокомпозитов

Выводы

Список литературы

Введение

Актуальность проблемы

Новые, ранее не известные свойства материалов и систем, возникающие при переходе к наномасшатабам составляют фундаментальный базис развития современного материаловедения наноматериалов. Наноструктурирование имеет решающее значение для разработки и изготовления, отличающихся малым удельным весом и высокой прочностью термически устойчивых материалов для наземного транспорта, самолетов, ракет и субмарин.

Синтез и исследование свойств полимерных нанокомпозитов и наногетерогенных смесей полимеров являются приоритетными и актуальными направлениями современной науки в связи с уникальными свойствами наноструктурированных материалов.

В последнее время многослойные нанокомпозиты на силикатной основе привлекают большое внимание, поскольку изготавливаются с помощью простого и рентабельного метода, позволяющего совершенствовать свойства полимеров за счет добавления небольшого количества подходящих специально подобранных наполнителей (органоглин). За счет этого образуются композитные материалы, в которых армирующие частицы распределяются в полимерной матрице на наноразмерном уровне.

Полимерные нанокомпозиты имеют уникальные свойства и находят широкое применение во многих областях науки и техники. При решении задач охраны окружающей среды, в медицине, в процессах очистки и осушки углеводородных газов незаменимыми являются эффективные сорбенты, в том числе и полимерные нанокомпозиты, полученные на основе доступного сырья.

Цель данной работы показать перспективы производства полимерных нанокомпозитов, изучить свойства полимерных нанокомпозитов кремния на основании обобщающего анализа и систематизации сведений о наноматериалах, полученных из научных статей, докладов, теоретического материала.

Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи:

· рассмотреть структурные особенности, химические и физические свойства различных видов нанокомпозитов с акцентом на исследования, проводимые российскими и зарубежными учеными; выяснить механизм синтеза подобных соединений;

· обобщить и систематизировать полученные сведения о нанокопозитных материалах;

· проанализировать перспективы применения полимерных нанокомпозитов.

Практическая значимость

В последние десятилетия стремительно развиваются исследования по разработке новых полимерных композиционных материалов, содержащих наноразмерные частицы (НРЧ) металлов или их оксидов, а также наноструктурированных гибридных органо-неорганических композитов.

Синтез таких композитов в значительной мере связан с перспективностью создания на их основе разнообразных устройств, в частности оптического назначения: миниатюрных переключателей, сенсоров, модуляторов, высокоскоростных оптических приборов, компонентов так называемых «случайных» лазеров, а также устройств для трехмерной оптической записи информации. В отличие от материалов, содержащих НРЧ в неорганических носителях, нанокомпозиты на основе органических полимеров обладают формуемостью, обеспечивающей легкость изготовления деталей заданной формы.

Структура и объем работы. Работа изложена на 21 странице, включает 4 рисунка и состоит из содержания, введения, двух глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 38 библиографических ссылок.

В первой главе содержатся теоретические сведения о нанокомпозитах, рассмотрены проблемы и возможности их применения, представлен сравнительный анализ свойств различных нанокомпозитных материалов.

Во второй главе представлено описание синтеза и свойства материалов (обзор), полученных с применением наночастиц кремния и других элементов.

В заключении представлены основные выводы по работе, рассмотрены перспективы применения полимерных нанокомпозитных материалов.

Глава 1. Полимерные нанокомпозиты

Одним из перспективных направлений в науке о полимерах и материаловедении последних лет является получение органо-неорганических полимерных нанокомпозитов, обладающих заданным комплексом свойств [1]. Нанокомпозиты объединяют в себе такие химические, физические и механические свойства, которые не могут быть достигнуты при введении неорганических наполнителей с макро- или микроскопической структурой.

1.1 Нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов

Интеркаляция в неорганические слоистые материалы типа глинистых минералов - превосходный путь конструирования новых органо-неорганических наноансамблей - супрамолекулярных образований с оригинальной молекулярной структурой [2, 3]. Такой подход вызывает разносторонний интерес. Во-первых, предоставляется практическая возможность создания послоистых нанокомпозитов. Во-вторых, он важен своей необычной интеркаляционной физикохимией и ее проявлением в приобретении системами улучшенных физико-химических свойств. Кроме того, изучение таких продуктов может дать важную информацию о природе химических взаимодействий в них, специфике адсорбции полимеров на наноразмерных частицах и т. п.

Полимерные нанокомпозиты на основе силикатов слоистого типа содержат молекулы полимера, внедренные в межслоевое пространство. В соединениях внедрения молекулы-«гости» со структурой «сандвича» и одномерные канальные вещества (тубулаты) располагаются в кристаллографических пустотах матрицы - «хозяина». Внедрение полимерных молекул, приводящее к «гибридам включения», может проходить в ходе замены гидратированных молекул, находящихся в межслоевом пространстве, молекулами полимеров, содержащих функциональные группы. Нанодисперсное распределение в этом случае достигается путем предварительной модификации поверхности неорганического материала - слоистого силиката.

Природные слоистые силикаты, обычно используемые в нанокомпозитах в качестве наномерных частиц, принадлежат к структурному семейству типа 2:1. В слоистых силикатах тина 2:1 октаэдрическая сетка заключена между двумя сетками кремнекислородных тетраэдров. Главные элементы структуры - кремнекислородный ион SiO4 и алюмокислородный ион Аl(О, ОН)6 [4, 5]. Строение природных глин, особенно ММТ, и их основные физико-химические свойства, природа активной поверхности изучены давно и достаточно детально [6].

Кристаллы ММТ состоят из чередующихся слоев катионов и отрицательно заряженных слоев силикатов (рис.1.1). Каждый слой находится на расстоянии от другого слоя, определяемом ван-дер-ваальсовыми силами, и образует межслоевое пространство или галерею. Галереи, как правило, содержат катионы, компенсирующие отрицательный заряд, сформированный изоморфной заменой атомов, образующих кристалл (Mg2+ на месте Al3+ в монтмориллоните или Li+ вместо Mg2+ в гекторите). В основном это катионы гидратированных щелочных или щелочноземельных металлов.

полимерный слоистый нанокомпозит силикат

Рис.1.1 Структура слоистого силиката

Частичный положительный заряд, сформированный на каждом катионе внутри галереи, делает его гидрофильным. Монтмориллонит, например, обладает значительной энергией гидратации. Благодаря этому в галереях может удерживаться большое количество молекул воды, что в свою очередь позволяет нейтрализовать частичный заряд за счет ион-дипольного взаимодействия [7].

Гидрофильность алюмосиликатов является причиной их несовместимости с органической полимерной матрицей -- это основная проблема, которую приходится преодолевать при создании полимерных нанокомпозитов.

Модификация алюмосиликатов может быть осуществлена путем замещения неорганических катионов внутри прослоек органическими катионами. Замещение катионными поверхностно-активными веществами, такими, как объёмные аммоний- и фосфоний-ионы, увеличивает пространство между слоями, уменьшает поверхностную энергию глины и придает поверхности глины гидрофобный характер (рис. 1.2.) [8].

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1.2 Схема, представляющая процесс катионообменной реакции между силикатом и алкиламмониевой солью

В результате образуется органический или неорганический материал, называемый «интеркалированным гибридом», а метод получения, основанный на этом принципе, стал известен как ион-дипольный метод [9, 10].

Впервые в истории человечества «интеркалированный гибрид» на основе глины и мочевины был получен при производстве раннего китайского фарфора [11].

Ориентация органических катионов алкиламмония (N+R1) в межслоевом пространстве различных слоистых силикатов определяется силами, действующими на них со стороны заряженных слоев и соседних катионов [12,13]. Для уточнения характера взаимодействия адсорбированных органических катионов с поверхностью слоистых силикатов активно использовали ИК-спектроскопию [12]. Например, ИК-спектр дециламмоний вермикулита в области 400-3400 см-1 помимо полос, свойственных чистому вермикулиту и соответствующих колебаниям дециламмония показал широкую полосу поглощения валентных колебаний NH3 в области 3000-3200 см-1, свидетельствующую об образовании этой группой водородных связей с атомами кислорода силикатной группы [14].

ИК-исследования, проведенные для октиламмонийвермикулита [14] показали, что полоса деформации колебаний группы NH3 обнаруживает зависимость интенсивности от угла падения лучей, вызванную тем, что связь N-C в цепи катиона ориентирована перпендикулярно силикатным слоям. В образце, в котором помимо катиона были адсорбированы и нейтральные молекулы аминов, эта зависимость не проявлялась, из чего следует, что ориентация молекул не являлась строго упорядоченной. В целом расположение катионов сложной формы зависит от строения самого катиона [15]. Был проведен анализ рентгенограмм образцов вермикулита с катионами, имеющими сложную форму (образцы получали заменой в группе NH3 атомов водорода на объемные группы CnH2n+1, CH2CH=CCl-CH3); анализ показал, что величина межплоскостного расстояния не зависела ни от количества, ни от длины углеводородной цепи катионов. Вследствие стерических затруднений сила электростатического взаимодействия органического катиона с анионной силикатной структурой уменьшается. Поэтому энергетически более выгодным для катионов является плоское расположение на кислородсодержащей поверхности силикатного слоя [15].

Полученные таким образом модифицированные глины широко применяют в красителях, косметике и смазочных материалах, используемых при бурении скважин.

Одно из самых ранних систематических исследований взаимодействия между алюмосиликатным слоистым минералом и макромолекулами относится к 1949 г., когда было описано поглощение ДНК монтмориллонитом (ММТ) [16]. Последний удерживался в галереях алифатическими цепями, иммобилизованными на силикатной поверхности.

В 1960 г. Усков обнаружил, ПММА выше температуры стеклования взаимодействует с монтмориллонитом, модифицированным октадециламмонием [17]. В 1961 г. Blumstein [18] при полимеризации винилового мономера in situ получил полимер, внедренный в межслоевое пространство монтмориллонита.

Двумя годами позже Greenland использовал систему поливиниловый спирт-монтмориллонит с целью доказательства того, что полимер может самостоятельно внедряться в межслоевое пространство из водного раствора [19]. В 1975 году Tanihara и Nakagawa получили аналогичный результат при интеркаляции полиакриламида и полиэтиленоксида из водного раствора [20].

Наряду с ионными органическими модификаторами глин могут быть использованы неионные модификаторы, которые связываются с поверхностью глины за счет водородных связей. В некоторых случаях органоглины, полученные с использованием неионных модификаторов оказываются более химически стабильными, чем органоглины, полученные с использованием катионных модификаторов [21].

Таким образом, создание нанокомпозитов сводится к взаимодействию между полимером и неорганической фазой. В результате образуются материалы с уникальными свойствами, которыми не обладают обычные полимеры.

Несмотря на обширность проведенных исследований, первая производственная программа была реализована только в 1988 г. в Японии в Центральной научно-исследовательской лаборатории промышленного концерна “Toyota” [22]. Тогда методом предварительного внедрения е-капролактама в межслоевое пространство с последующей его полимеризацией in situ был синтезирован и изучен полимерный нанокомпозит на основе полиамида - найлон-6.

1.2 Методы синтеза полимерных нанокомпозитов на основе слоистых силикатов

Одно из интереснейших и перспективных направлений в науке о полимерах и материаловедении последних лет - разработка принципов получения полимерных нанокомпозитов.

Различают 3 вида полимерных гибридов с нанодисперным распределением слоистого силиката (рис. 1.3). Первый из них -- традиционный микрокомпозит, в котором частицы наполнителя сохраняют исходные размеры (несколько микрометров). Такой материал образуется, если молекулы полимера не проникают между слоями силиката.

Другой материал -- нанокомпозит с интеркалированной структурой, реализуемой в том случае, когда молекулы полимера внедряются в межслоевое пространство частиц силиката. При этом увеличивается межплоскостное расстояние, но сохраняется упорядоченная слоистая структура частиц.

И, наконец, третий материал -- эксфолиированный нанокомпозит с расслоением частиц силиката на единичные нанослои, диспергированные в полимерной матрице. В зависимости от условий синтеза, а также при неоднородности структуры компонентов возможно образование смешанных композитов, содержащих указанные выше структуры в различных пропорциях.

Рис. 1.3 Схематическое представление структуры композита, содержащего слоистый силикат

Существуют следующие основные способы получения нанокомпозитов на основе полимеров и слоистых алюмосиликатов: интеркаляция полимера или преполимера из раствора или расплава и интеркаляционная полимеризация in situ (рис. 1.4).

Наиболее распространенный способ получения полимер-силикатных нанокомпозитов -- это механическое смешение расплава полимера с модифицированным органическими катионами слоистым силикатом.

интеркаляция мономера полимеризация in situ

Рис. 1.4 Схема получения нанокомпозитов in situ методом: - слоистый силикат; - мономер

При этом достигается интеркаляция частиц полимеров (интеркалированные системы), и только часть частиц слоистых силикатов расслаивается на единичные слои наноразмерной толщины. В результате улучшаются физико-механические характеристики, как, например, в случае полистирольных, полиэтиленоксидных, полипропиленовых композиций [23-25]. При получении этим методом полиолефиновых композитов наполнитель модифицируют малеиновым ангидридом [26] или проводят сополимеризацию олефина с полярным сомономером. Модифицирование повышает совместимость полимера со слоистым силикатом.

Другой метод получения нанонаполненных полимеров -- прямой синтез материала путем интеркаляционной полимеризации, т.е. синтез матричного полимера непосредственно в межслоевом пространстве частиц силиката. При этом полимеризации подвергается мономер или олигомер. Метод позволяет получить действительно эксфолиированные системы с принципиальным изменением физических и механических свойств исходного полимера. Например, модуль упругости, прочность, теплостойкость, барьерные свойства композиций найлон-6 с монтмориллонитом увеличиваются в два раза по сравнению с исходным полимером [27, 28].

Интеркаляционный метод эффективен и при полимеризации полярных мономеров, в частности, для получения нанокомпозитов эмульсионной полимеризацией. Так, например, при достижении полного диспергирования натриевой формы монтмориллонита в воде были получены нанокомпозиты на основе полиметилметакрилата, полистирола, сополимера стирола и акрилонитрила, поливинилового спирта (ПВС), полиэтиленоксида (ПЭО), полиакриловой кислоты (ПАК), поливинилпирролидона (ПВП).

Другой подход к синтезу нанокомпозитов «полистирол--монтмориллонит» заключается в следующем: инициатор «живой» радикальной полимеризации закрепляли в межслоевом пространстве решетки силиката путем катионного обмена с ионами натрия, что позволило осуществить полимеризацию стирола непосредственно в межслоевом пространстве силиката с последующей эксфолиацией частиц этого наполнителя под действием образующегося полимера.

1.3 Структура полимерных нанокомпозитов на основе монтмориллонита

В настоящее время в качестве основного способа исследования структуры нанокомпозитов используется метод РСА. Влияние интеркалированного полимера на упорядоченность структуры силиката отражается на изменении интенсивности и формы основных спектральных линий, а степень упорядоченности - на амплитудном диапазоне. Из этого можно сделать вывод о компланарности алюмосиликатных слоев в полученном гибриде.

Так для монтмориллонита характерен пик в малоугловой области (2? = 6-8). Этот пик отвечает за упорядоченность в структуре силиката. Для ОМСС характерно смещение данного пика в сторону уменьшения значения 2?. Для полимерных нанокомпозитов при хорошем распределении частиц глины по объёму полимерной матрицы, этот пик исчезает, что говорит об исчезновении характерной упорядоченности в структуре слоистого силиката. Если количество глины превышает некоторый предел распределения её в полимерной матрице, пик появляется вновь. Данная закономерность продемонстрирована на примере полиэтилентерефталата (ПЭТ) [29].

По значению угла 2? определяют размер пакета алюмосиликата. Пакет состоит из слоя глины и межслоевого пространства. Его размер увеличивается в ряду от исходного силиката до полимерного нанокомпозита, за счет увеличения межслоевого пространства. В среднем, для монтмориллонита размер пакета равен 1,2-1,5 нм, а для ОМСС - 1,8-3,5 нм.

Возможности РСА, однако, не позволяют получить информацию относительно пространственного распределения силиката в полимерной матрице и форме гибрида, так как все данные являются усредненными. Кроме того, некоторые слоистые силикаты не имеют ярко выраженных базовых пиков, что затрудняет определение интенсивности и формы пиков при сравнении исходного и интеркалированного силиката. Для более глубокого рассмотрения этой задачи используются атомно-силовая микроскопия (АСМ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) [30-32].

Дополнительную информацию об интеркалированном гибриде можно получить, используя метод ДСК [33]. Ограничение подвижности интеркалированных полимерных цепей отражается в изменении их вращательной и поступательной подвижности. Аналогичная ситуация наблюдается в сетчатых полимерах, где ограничения подвижности полимерных цепей приводят к увеличению температуры стеклования Тс.

Недавно было предложено использование метода твердофазной спектроскопии ЯМР 13С для характеристики полученных нанокомпозитов. При этом данные ЯМР, объединенные с данными РСА и ДСК, способствовали определению структурных различий между гибридами [34, 35]. Для исследования фазового состава полимера в композитах используют также метод КР [36].

Глава 2. Свойства полимерных нанокомпозитов

Как уже отмечалось, органически-модифицированные слоистые силикаты являются перспективными нанонаполнителями, которые улучшают механические свойства ряда полимеров, в которых они были диспергированы. Многочисленные исследования подчеркивают уникальные комбинации физико-механических и термических свойств этих материалов уже при низком содержании (обычно менее 5 % масс.) неорганического компонента. К таким свойствам относятся повышенный модуль упругости Юнга, пониженная газопроницаемость, улучшенные тепловые и огнеупорные свойства, высокая ионная проводимость и более низкий коэффициент теплового расширения.

Повышенные барьерные свойства нанокомпозиционных материалов обусловлены тем, что силикатные слои непроницаемы для молекул жидкости и газа. Поэтому коэффициент диффузии у нанокомпозитов глина-полимер уменьшается в несколько раз по сравнению с коэффициентом диффузии исходных полимеров. Увеличение размера силикатных пластин приводит к снижению проницаемости [37]. Коэффициент термического расширения также существенно уменьшается при добавлении даже небольшого количества глины (2-3 %) к полимерной матрице, так как жесткие слои силиката плохо деформируются и препятствуют тепловому расширению связанного с ними полимера. Отмечено, что нанокомпозиты, содержащие глину, имеют более высокую температуру разложения, чем чистый полимер, и, следовательно, являются более термоустойчивыми. Показано, что при содержании глины в полимерах около 5 % масс, наблюдается заметное снижение скорости горения, снижается тепловыделение и увеличивается зольность. Природа и процессы, происходящие при горении нанокомпозитов на основе полимеров и глин, подробно описаны в обзоре [38].

Нанокомпозит, полученный интеркаляцией из расплава ПЭО (40 масс. %) в Li-монтмориллонит (60 масс. %), демонстрирует повышенную стабильность ионной электропроводности при более низких температурах по сравнению с обычной смесью ПЭО/ Li-монтмориллонит. Такое улучшение свойств объясняется тем, что ПЭО не способен кристаллизоваться в интеркалированном состоянии, вследствие чего исчезают кристаллиты, имеющие непроводящую природу. Более высокая ионная электропроводность при комнатной температуре по сравнению с обычными электролитами делает эти нанокомпозиты перспективными электролитными материалами.

Проведенный анализ показывает, что, интеркаляция полимеров в межслоевые пространства неорганических материалов - активно и плодотворно развивающееся направление. Интеркаляционная химия предоставляет практически неограниченные возможности для конструирования органо-неорганических нанокомпозитов гибридного типа.

В настоящее время обнаружены основные явления, сопутствующие процессам формирования таких материалов, выявлены основы их структурной организации и очерчены потенциальные свойства, особенно для использования в современных перспективных областях.

В то же время многие проблемы, касающиеся механизмов внедрения и взаимодействий «гость-хозяин», еще до конца непонятны. Не всегда очевидны кинетические и термодинамические закономерности, определяющие полноту заполнения базального пространства, как мономером, так и звеньями цепей полимера.

По сравнению с обычными неионогенными полимерами в случае полиэлектролитов появляется целая гамма дополнительных факторов (диссоциация, специфическое и неспецифическое связывание ионов, электростатические и гидрофобные взаимодействия и т.п.), которые могут резко влиять на межфазные явления при создании полимерных нанокомпозитов на основе слоистых силикатов и ионогенных водорастворимых полимеров. Именно сложность подобных нанокомпозитов обеспечивает их подчас уникальные свойства как материалов, стимулирует и оправдывает интерес исследователей к проблеме синтеза и механизма образования этого класса полимерных соединений.

Выводы

Разумеется, даже в обширном обзоре невозможно дать полную картину сегодняшних исследований в области полимерных нанокомпозитов. Поэтому в заключение хотелось отметить несколько наиболее важных аспектов.

1. Нанокомпозиты на основе слоистых силикатов представляют большой интерес для глобальных рынков пластмасс. Полимерные компаунды, содержащие только небольшие количества органоглин (в основном, 5% по массе), можно использовать для производства деталей в автомобильной промышленности, упаковочных пленок с барьерными свойствами и усовершенствованных огнеупорных оплеток кабелей и проводов, а также для многих других применений. Такие нанокомпозиты могут повысить жесткость полимеров, расширить применение для высокотемпературных классов пластиков и дать усовершенствованные свойства, такие как размерная стабильность, лучшие барьерные свойства для газонепроницаемости, повышение токопроводимости и огнестойкости.

2. Представляется, что модификация полимерной матрицы наночастицами является эффективной при выполнении некоторых дополнительных условий:

* наночастицы должны иметь узкое распределение по размерам;

* типичные (линейные) размеры наночастиц и средние расстояния между наночастицами, диспергированными в полимерной матрице, не должны сильно отличаться от радиуса инерции макромолекул;

3. Взаимодействие наночастица-матрица должно быть оптимальным для того, чтобы обеспечить возможность их диспергирования и последующую иммобилизацию в матрице, и предотвратить агрегацию наночастиц при обработке материала или его длительном хранении.

4. Введение небольшого количества наноглин приводит к значительному улучшению барьерных свойств газовых мембран. Композиты с наноглинами применяются при производстве упаковочных материалов (сосуды, пленки) для пищевых продуктов. Использование нанокомпозитных материалов значительно продлевает срок хранения многих пищевых продуктов.

5. Интенсивно разрабатываются нанокомпозитные материалы с полимерной основой для применения в электронной технике, например, в тонкопленочных конденсаторах интегральных схем, твердых полимерных электролитах для гальванических элементов, оптических микрокоммутаторах, интеллектуальных наноразмерных коммутаторах, а также датчиках.

6. Общепризнано, что появление нанокомпозитных материалов с наполнителями из наноглин, позволяющими повысить упругость и прочность при растяжении, а также деформационную теплостойкость, в дальнейшем приведет к замене применяемых в настоящее время технических термопластов. Нанокомпозитные модификации усовершенствованных технических термопластов, в свою очередь, займут место металлов и стекол применяемых сегодня во множестве областей.

Так получают слоистые нанокомпозиты с высоким содержанием керамики. Эти материалы характеризуются высокими механическими свойствами, термической и химической стабильностью. Но даже и небольшое количество алюмосиликата значительно улучшает механические и барьерные свойства полимера.

Конечно, сегодня мы можем лишь выдвигать предположения о том, какими путями будет развиваться наука будущего. Некоторые из этих предположений будут более обоснованы, другие менее. Так, можно более или менее уверенно ожидать, что современные методы получат и дальнейшее развитие. Микроустройства будут становиться все более миниатюрными и совершенными, а их функции - все более богатыми.

Как видно, использование нанокомпозитов открывает перед учёными широкий спектр возможностей внедрения новшеств во многие сферы человеческой жизни. Если буквально в недавнем прошлом мы могли только воображать себе фантастические возможности микромира, читая фантастику или смотря фильм, то теперь все выше написанное реализуется в самом ближайшем будущем. Сколько еще новшеств внесут нам нанотехнологии? Ближайшее будущее покажет. Остается только ждать!

Безусловно, XXI в. будет веком нанонауки и нанотехнологии, которые и определят его лицо. Воздействие нанотехнологии на жизнь обещает иметь всеобщий характер, изменить экономику и затронуть все стороны быта, работы, социальных отношений. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни.

Список использованной литературы

1. Помогайло А.Д. // Высокомолек. соед. 2006, Т.48. №7, С. 1318

2. Polymer-Clay-Nanocomposites/Ed. By Pinnavaia T.J., Beall G. New York: Wiley, 2000.

3. Polymer Nanocomposites: Synthesis, Characterization, and Modelong. ACS Symp. Ser. 804/ Ed. By Krishnamoorti R., Vaia R.A. Washington. DC.: Am. Chem. Soc., 2001.

4. Грим P. E. Минералогия глин. М., Изд-во иностранной литературы,

5. 1959.

6. Kryszewski M. Nanointercalates - novel class of materials with promising properties// Synthetic Metals. - 2000. - V. 109. - P. 47-54.

7. Pinnavia T.J.//Science. 1983. V.220. P.365.

8. Lagaly G., Pinnavaia T.J.// Appl. Clay Sci. 1999. V.15. P.312.

9. Blumstein R., Parikh K.K., Malhotra S.L.//J. Polym.Sci. 1971. V.9. P.1681.

10. Beall G.W., Tsipursky S.J.// Chemistry and Technology of Polymer Additives / Ed. By Al-Malaika S., Golovoy A., Wilkie C.A. Oxford: Blackwell Science Ltd., 1999. Ch.15.

11. Weiss A.//Angew. Chem. Int. Ed. 1963. B.2. S.697.

12. Шаркина Э.В. Строение и свойства органоминеральных соединений. Киев: Наукова думка, 1976.

13. Shi H., Lan T., Pinnavaia T.J.//Chem.Mater. 1996. V.8. P.1584.

14. Segermann E.//J.Am. Chem. Soc. 1970. V.68.P.1946.

15. Greenland D.J., Laby R.H., Quirk I.P.//Trans. Faraday Soc. 1965. V.61. P.2031.

16. Bower C.A.// Iowa Agricultural Experiment Station Research Bull. 1949. V. 362. P.39.

17. Усков И.А. //Высокомолек. соед. 1960. Т.2. №6. С.926.

18. Blumstein A. // Bull. Chem. Soc. 1961. P. 889

19. Greenland D.J. //J. Coll. Sci. 1963. V. 18. P. 647.

20. Tanihara K., Nakagama M.//Nippon Kagaku Kaishi. 1975. V.5. P. 782.

21. Y.H. Shen. Chemosphere, 2001. Ch. 44. P.989-995

22. Okada A., Fukoshima Y., Inagaki S., Usuki A., Sugiama S., Kurashi T., Kamigaito O. Pat. 4739007 USA. 1988.

23. Sikka M., Cerini L.N., е.а. J. Polym. Sci. B, 1996, v. 34, p. 1443.

24. Manias E., Touny A., Wu L., Strawhecker K., Lu B., Chung T.C. /Chem. Mater. 2001. V. 13. P. 3516.

25. Kawasumi M., Hasegawa N., Kato M., Usuki A., Okada A. /Macromoleculs, 1997. V. 30. P. 6333.

26. Vaia R.A., Sauer B.B., Tse O.K., Giannelis E.P. /J. Polym. Sci. B. 1997. V. 35. P. 59.

27. Tjong S.C., Meng Y., Hay A.S. /Chem. Mater.2002. V.14. P.44.

28. Wang K.H., Chung I.J., е.а. Macromoleculs 2002. V. 35. P. 5529.

29. Arada P., Ruiz-Hitzky E.//Chem.Mater.1992.V.4.P.1395.

30. Wu J., Lerner M.M.// Chem. Mater. 1993. V.5. P.835.

31. 31.Tunney J.J., Detellier C.// Chem. Mater. 1996. V.8. P.927.

32. Jeon H.G., Jung H.T., Hudson S.D.// Polym. Bull.1998. V.41. P.107.

33. Fisher H.R., Gielgens L.H.//Acta Polymerica. 1999. B.50. S.122.

34. Vaia R.A., Ishii H., Giannelis E.P.//Chem.Mater.1993. V.5. P.1694.

35. Vaia R.A., Vasudevan S., Krawiec W., Scanlon L.G., Giannelis E.P.//Adv.Mater. 1995. V.7. P.154.

36. Vaia R.A., Jandt K.D., Kramer E.J., Giannelis E.P.//Macromolecules.1995.V.28.P.8080.

37. Yano К., Usuki A., Okada A., Synthesis and properties of polyimide-clay hybrid films, J. Polym. Sci., A: Polym. Chem., v. 35, 1997, p, 2289-2294.

38. Tortora M., Gorrasia G., Vittoriaa V., Gallib G., Ritrovatib S., Chiellinib E., Structural characterization and transport properties of organically modified montmorillonite/polyurethane nanocomposites. Polymer, v. 43,2002, p. 6147-6157.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Общие закономерности строения композитных наноматериалов, их виды: на основе керамической, слоистой, металлической и полимерной матрицы. Механические, электрические, термические, оптические, электрохимические, каталитические свойства нанокомпозитов.

    реферат [377,0 K], добавлен 19.05.2015

  • Ненасыщенные карбоновые кислоты и карбоксилаты на их основе. Методы получения, молекулярная и структурная организация получаемых металлополимеров и нанокомпозитов. Методика расчета предорганизации ненасыщенных дикарбоновых кислот по отношению к кобальту.

    научная работа [315,7 K], добавлен 21.10.2013

  • Технологические операции, используемые в процессе производства полимерных труб. Базовые марки полиэтилена и полипропилена, рецептуры добавок, печатных красок, лаков для производства полимерных труб. Типы труб и их размеры. Основные формы горлышка трубы.

    контрольная работа [71,3 K], добавлен 09.10.2010

  • Технологические методы изготовления полимерных ящиков и контейнеров путем переработки полимерных материалов в тароупаковочные средства, производственную, транспортную и потребительскую тару, реализуемых на соответствующих видах специального оборудования.

    реферат [2,4 M], добавлен 17.11.2010

  • Тенденция к использованию более богатого по содержанию кремния ферросилиция и брикетов и комплексных сплавов на основе ферросилиция и кристаллического кремния. Физико-химические свойства кремния. Шихтовые материалы для производства ферросилиция.

    курсовая работа [696,9 K], добавлен 02.02.2011

  • Классификация, маркировка, состав, структура, свойства и применение алюминия, меди и их сплавов. Диаграммы состояния конструкционных материалов. Физико-механические свойства и применение пластических масс, сравнение металлических и полимерных материалов.

    учебное пособие [4,8 M], добавлен 13.11.2013

  • Анализ материального баланса, норм расхода материалов и энергоресурсов, технологические потери, контроль производства и управления технологическим процессом производства полимерных труб. Особенности хранения и упаковки возвратных технологических отходов.

    контрольная работа [24,0 K], добавлен 09.10.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.