ВПЛИВ МІНЕРАЛЬНОГО НАПОВНЮВАЧА СИЛІЦІЙ(IV) ОКСИДУ, МОДИФІКОВАНОГО НЕОРГАНІЧНИМИ СПОЛУКАМИ НА ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЇХ КОМПОЗИТІВ З ПОЛІАНІЛІНОМ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.10.2024.7Ключові слова:
органо-неорганічні нанокомпозити, нанокластери, полімеризація in situ, наночастинки силіцій(IV) оксиду, фізико-хімічні характеристикиАнотація
Вивчено фізико-хімічні закономірності формування і синтезовано методом полімеризації in situ зразки поліфункціональних органо-неорганічних нанокомпозитів на основі полімерної матриці − спряженого поліаміноарену (поліаніліну) і наночастинок SiO2, (марка АЕ-300) модифікованих сполуками титан(IV) оксиду (марка ТАС-7) і фосфор(III) хлориду (Ф-2.1). З’ясовано, що використання модифікованих неорганічними сполуками наночастинок силіцій(IV) оксиду у складі органо-неорганічних нанокомпозицій на основі поліаніліну може не тільки змінити їх структуру, але й спричинити покращення їх фізико-хімічних характеристик. Методом оптичної мікроскопії (мікроскоп «Micromed» з цифровою фотокамерою «Nicon-2500»), досліджено особливості морфологічної будови дисперсії модифікованого силіцій(IV) оксиду та композиту ПАн/HCl- SiO2.. Питому електропровідність досліджуваних композитів у пресованих зразках визначали за стандартним 2-х контактним методом при температурі Т = 293 К, а також встановлено зв’язок електричних властивостей зі структурою композитів. Встановлено оптимальний склад модифікованих неорганічними сполуками нанокластерів SiO2 (1−4 % мас.) для отримання нанокомпозитів з прогнозованими електричними властивостями. Показано, що при вмісті силіцій(IV) оксиду в межах 1–4 мас. % відбувається збільшення питомої електропровідності композитів, при цьому введення модифікованих наночастинок SiO2 сприяє стабілізації питомого опору поліаніліну Підвищення електропровідності поліаніліну за наявності модифікованого неорганічними сполуками силіцій(IV) оксиду може бути зумовлено процесами структурування колоїдної дисперсії SiO2 з утворенням просторової трьохмірної сітки, в яку включаються ланцюги електропровідного полімеру.
Посилання
Аксіментьєва О., Богатирьов В., Мартинюк Г. та ін. Синтез і електричні властивості композитів поліаніліну з наночастинками силіцій(IV) оксиду. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія Хімія. 2015. № 22. С. 11–14.
Аксіментьєва О., Ціж Б., Чохань М. Сенсори контролю газових середовищ у харчовій промисловості та довкіллі: монограф. Львів : Піраміда. 2017. 284 с.
Гончарук О.В., Малишева М.Л., Зарко В.І., Гриценко В.Ф. Структуроутворення в дисперсіях пірогенного кремнезему в присутності неіндиферентних електролітів. Наноструктурне матеріалознавство. 2010. № 2. С. 16–23.
Зарко В., Козуб Г., Сивалов Е. та ін. Кислотні центри поверхні пірогенного титано-кремнезему. Український хімічний журнал. 1988. № 54(11). С. 1144–1146.
Мартинюк Г.В. Фізико-хімія полімер-полімерних композитів з контрольованими функціональними властивостями: дис…д-ра хім. наук: 02.00.04. Львів. 2024. 378 с.
Опайнич І.Є., Аксіментьєва О.І., Дьяконов В.П., Пєхота С., Уланський Я., Демченко П.Ю., Українець A.М. Структура і термодеформаційні властивості гібридних композитів полімер-магнетит. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2012. № 1. С. 89–94. [Електронний ресурс]. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138407 (дата звернення 31.08.2024).
Остапович Б., Семенюк Ю. Полімеризація аніліну на поверхні дисперсного оксиду кремнію. Вісник Львівського Університету. Сер. хім. 2008. Вип. 49(2). С. 112–117.
Філоненко О.В., Лобанов В.В. Cтруктура та властивості нанокластерів кремнезему (Огляд). Фізика і хімія твердого тіла. 2010. Т. 11. № 1. С. 138−149.
Aksimentyeva O., Martynіuk G., Horbenko Yu., Malynych S., Filipsonov R. Polymer-magnetite thermosetting composites with protective and antiradar functions. Special issue of the journal «Physical and chemical mechanics of materials», L.: 2020. Р. 137−140.
Aksimentyeva О.І., Chepkov I.B., Filipsonov R.V., Malynych S.Z. et al. Hybrid Composites with Low Reflection of IR Radiation. Physics and chemistry of solid state. 2020. Vol. 21. №. 4. Р. 764−770. https://doi.org/10.15330/pcss.21.4.764-770.
Bapat G. Labade, Chaudhari A., Zinjarde S. Silica nanoparticle based techniques for extraction, detection, and degradation of pesticides. Advances in Colloid and Interface Science. 2016. № 237. Р. 1−14. https://doi.org/10.1016/j.cis.2016.06.001.
Bogatyrev V.M., Borisenko L.I., Oranskaya E.I. et al. Influence of synthesis conditions on the structural characteristics of NiO/SiO2 oxide nanocomposites. Surface. 2010. Vol. 2. № 17. Р. 178–189. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.06.044.
Bogatyrev V.M., Chuiko A.A. Interaction of phosphorus trichloride with dehydrated aerosil on its surface. Ukrainian Chemistry Journal. 1984. Vol. 50. № 8. Р. 831–835.
Horbenko Yu.Yu., Tsizh B.R., Aksimentyeva О.І., Olenych I.B., Bogatyrev V.M., Dzeryn M.R. Effect of the modified silica on the conductivity and sensory properties of polyaniline nanocomposites. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies. 2019. Vol. 21. № 91. Р. 29−37. https://doi.org/10.32718/nvlvet-f9106.
Ilhan-Ayisigi E., Yesil-Celiktas О. Silica-based organic-inorganic hybrid nanoparticles and nanoconjugates for improved anticancer drug delivery. Engineering in Life Sciences. 2018. Vol. 18. №. 12. P. 882–892. https://doi.org/10.1002/elsc.201800038.
Li X., Wang G., Lib Х. Surface modification of nano-SiO2 particles using polyaniline. Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 197. P. 56–60. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.11.021.
Liberman A., Mendez N., Trogler W.C., Kummel A.C. Synthesis and surface functionalization of silica nanoparticles for nanomedicine. Surface Science Reports. 2014. Vol. 69. № 5. P. 132–158. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2014.07.001.
Liu P. Preparation and characterization of conducting polyaniline/silica nanosheet composites, Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2008. Vol. 12. Р. 9–13. https://doi.org/10.3329/bjsir.v47i3.13055.
Meer S., Kausar А., Iqbal Т. Attributes of polymer and silica nanoparticle composites: А review. Polymer-Plastics Technology and Engineering. 2015. Vol. 55. №. 8. P. 826–861. https://doi.org/10.1080/03602559.2015.1103267.
Paul D.R., Robeson L.M. Polymer Nanotechnology: Nanocomposites, Polymer. 2008. № 49. Р. 3187–3204. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2008.04.017.
Park D.H., Hwang S.J., Oh J.M., et al. 2013. Polymer-inorganic supramolecular nanohybrids for red, white, green, and blue applications. Progress in Polymer Science. 2013. Vol. 38. № 10−11. Р. 1442−1486. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.05.007.
Roosz N., Euvrard М., Lakard В., Cédric C., et al. Synthesis and characterization of polyaniline-silica composites: Raspberry vs core-shell structures. Where do we stand? Journal of Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 502. Р. 184−192. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.04.092.
Zhang D., Wu J., Zhang R.Q., Liu С. A family of stable silica fullerenes with fully coordinated structures, The Journal of Physical Chemistry B. 2006. Vol. 110. № 36. Р. 17757−17762. https://doi.org/10.1021/jp060204n.
