Учёные ИФХ совместно с коллегами из Ульяновска предложили способ создания высокопрочного полимера с применением углеродных нанотрубок

Углеродные нанотрубки известны уникальными механическими, электрическими и термическими свойствами. Полимеры, которые содержат даже незначительное количество (менее 1%) нанотрубок, имеют механическую прочность и теплопроводность на уровне металлов. Однако включить нанотрубки в полимер непросто: их поверхность инертна к химическим воздействиям, а кроме того, они склонны к агломерации. Это значит, что частицы углеродных нанотрубок под влиянием слабых взаимодействий постоянно образуют более крупные частицы, чем нарушают однородность и целостность материала.
Решить сложную задачу введения углеродных нанотрубок в полимерные материалы можно путём физико-химического модифицирования. Эффективность различных методов обработки нанотрубок оценили в серии экспериментов учёные Ульяновского государственного технического университета, Института физики и химии Мордовского государственного университета, Ульяновского государственного университета. Работа  опубликована в 2015 году в Russian Journal of Applied Chemistry.
Изначально многостенные углеродные нанотрубки имеют диаметр 20‒160 нанометров и длину до 3‒5 см. Нанотрубки соединяются между собой в плотные жгуты. Для включения в матрицу полимерного материала жгуты должны быть расщеплены, а нанотрубки - раздроблены на более короткие фрагменты до нескольких десятков микрометров. Для этого проводилась ультразвуковая обработка нанотрубок.
Чтобы сделать поверхность нанотрубок химически активной и совместимой с матрицей полимерного материала, применялись несколько методов. Исследователи сравнили свойства нанотрубок, подвергнутых после ультразвуковой обработки термическому воздействию (отжигу); обработанных термически и с помощью соляной кислоты; обработанных смесью серной и азотной кислоты; обработанных всеми тремя кислотами после отжига. Каждый из этих методов физико-химического модифицирования позволяет изменить свойства боковой поверхности нанотрубок.
Размеры наночастиц при отжиге и обработке кислотами уменьшаются, при этом нанотрубки сохраняют склонность к агломерации. Под действием сильных кислот и при дальнейшем окислении на поверхности образуются карбоксильные группы –СООН, необходимые для образования прочных ковалентных связей нанотрубок с полимерной матрицей.
Исследователи провели испытания композитов, в которые были введены нанотрубки, обработанные различными методами. Наибольший эффект достигнут при использовании углеродных нанотрубок, функционализированных смесью серной и азотной кислот. При содержании в композите 0,37% нанотрубок его предел прочности повысился в 1,7 раза по сравнению с исходным полимером. 
Литература: Klimov E. S., Buzaeva M. V., Davydova O. A., Isaev A. V., Nishchev K. N., Pynenkov A. A., Kalashnikov E. G., Fomin A. N., Svetukhin V. V. Changes of the surface and properties of multi-walled carbon nanotubes in physicochemical modification // Russian Journal of Applied Chemistry. – USA, 2015. – Vol. 88, iss. 8. – P. 1229–1234.
 
По теме
Сегодня сотрудники Управления Госавтоинспекции МВД по Республике Мордовия для учащихся Центра образования «Тавла» МОУ - СОШ № 17 организовали ознакомительную экскурсию в здание Госавтоинспекции.
   Сегодня в Детской библиотеке были ребята из  Школы № 39 .    В отделе обслуживания читателей дошкольников и учащихся 1–4 классов для юных эрудитов прошел библиотечный урок «Знаете, каким он парнем был…»,
МГПУ им. М. Е. Евсевьева продолжает презентацию проекта «Академия семейного счастья» - МГПИ им. М.Е. Евсевьева Профессорско-преподавательский состав и студенчество МГПУ им. М. Е. Евсевьева во главе с ректором М. В. Антоновой продолжают презентацию проекта «Академия семейного счастья».
МГПИ им. М.Е. Евсевьева
bOCy9cwN-4I - Национальная библиотека им. А.С. Пушкина Учащиеся Православной воскресной школы вместе с родителями и проректором Саранской духовной семинарии протоиереем Александром Адышкиным стали гостями Национальной библиотеки им.
Национальная библиотека им. А.С. Пушкина
Один поворачивает, второй едет с превышением и обгоняет: кого суд признал виновным в ДТП? - Столица С Юрий Водопьянов. Фото: ОК.ру Верховный суд РМ оставил без удовлетворения апелляционную жалобу защитника, действующего в интересах осужденного 60-летнего жителя Саранска Юрия Водопьянова.
Столица С
1.jpg - ТФОМС 11-17 марта 2024 года Министерством здравоохранения Российской Федерации объявлено Неделей по борьбе с заражением и распространением хронического вирусного гепатита С. Гепатит С – это вирусное заболевание,
ТФОМС
zastavka - Мордовский музей имени С.Д. Эрьзи 18 марта 2024 – десятый день рождения Крымской весны – юбилейный, праздничный день в новейшей истории России.
Мордовский музей имени С.Д. Эрьзи