РЕЛАКСАЦІЙНІ ТА АКУСТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛІМЕРНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІЕТИЛЕНОКСИДУ ТА НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА

Автор(и)

  • Е. А. Лисенков Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв
  • О. В. Стрюцький Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-163-4-97-102

Ключові слова:

наночастинки срібла, полімерні нанокомпозити, час релаксації, енергія активації, швидкість звуку, коефіцієнт затухання

Анотація

Полімерні нанокомпозитні матеріали, які містять наночастинки срібла є перспективними, адже поєднують у собі властивості полімеру та неорганічної речовини. Такі матеріали мають широке практичне застосування, зокрема як антимікробні покриття та конструкційні матеріали. Переважна більшість наукових досліджень вивчає властивості матеріалів на основі полімерів та наночастинок срібла без пояснення процесів взаємодії між матрицею та наповнювачем. Однак, одними із найінформативніших є релаксаційні характеристики, вивчення яких дозволить встановити механізми впливу наночастинок та спрогнозувати кінцеві властивості матеріалу. Метою цієї роботи є створення нового матеріалу на основі поліетиленоксиду (ПЕО) та наночастинок срібла, а також дослідження його релаксаційних та акустичних характеристик. У роботі розроблено новий підхід до синтезу наночастинок срібла. Використовуючи цей підхід, синтезовано стабілізовані наночастинки срібла. Використовуючи метод діелектричної релаксаційної та акустичної спектроскопій, досліджено релаксаційні та акустичні характеристики полімерних нанокомпозитних матеріалів на основі ПЕО та синтезованих частинок срібла. У результаті встановлено, що стабілізовані наночастинки срібла істотно впливають на релаксаційні та акустичні характеристики нанокомпозитного матеріалу за відносно низьких концентрацій нанонаповнювача (1 %). Енергія активації та час релаксації макромолекул ПЕО, а також швидкість поширення ультразвуку та коефіцієнт затухання досліджуваних матеріалів екстремально залежали від вмісту наповнювача. Така залежність пояснюється агрегаційними процесами наночастинок у полімерній матриці. Показано, що 1 % наночастинок срібла у системі є оптимальним, та зроблено припущення, що за такого вмісту наповнювача функціональні характеристики будуть найприйнятнішими для застосування цього матеріалу.

Біографії авторів

Е. А. Лисенков, Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв

д-р фіз.-мат. наук, професор, завідувач лабораторії нанокомпозитних матеріалів, професор кафедри інтелектуальних інформаційних систем

О. В. Стрюцький, Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ

канд. хім. наук, старший науковий співробітник відділу хімії олігомерів і сітчастих полімерів

Посилання

J. Wan, B. Fan, and S. H. Thang, “Sonochemical preparation of polymer–metal nanocomposites with catalytic and plasmonic properties,” Nanoscale Adv., vol. 3, рр. 3306-3315, 2021.

D. Giliopoulos, A. Zamboulis, D. Giannakoudakis, D. Bikiaris, and K. Triantafyllidis, “Polymer/Metal Organic Framework (MOF) Nanocomposites for Biomedical Applications,” Molecules, vol. 25, no. 1, pр. 185, 2020.

T. Bruna, F. Maldonado-Bravo, P. Jara, and N. Caro, “Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Applications,” Int. J. Mol. Sci., vol. 22, pр. 7202, 2021.

D. Olmos, and J. González-Benito, “Polymeric Materials with Antibacterial Activity: A Review,” Polymers (Basel), vol. 13, no. 4, pр. 613, 2021.

M. Jokar, K. Loeschner, and A. M. Nafchi, “Modeling of Silver Migration from Polyethylene Nanocomposite Package Response Surface Methodology,” International Journal of Food Engineering, vol. 2, no. 2, pр. 96-102, 2016.

I. Bouknaitir et al., “Thermal properties and electric modulus approach to the analysis of dielectric relaxation of nanocomposites based on carbon dots,” Polymer Composites, pр. 1-8, 2019.

G. Sahu, M. Das, M. Yadav, B. P. Sahoo, and J. Tripathy, “Dielectric Relaxation Behavior of Silver Nanoparticles and Graphene Oxide Embedded Poly(vinyl alcohol) Nanocomposite Film: An Effect of Ionic Liquid and Temperature,” Polymers, vol. 12, pр. 374, 2020.

S. More, R. Dhokne, and S. Moharil, “Dielectric relaxation and electric modulus of polyvinyl alcohol–Zinc oxide composite films,” Mater. Res. Express, vol. 4, pр. 055302, 2017.

V. Shilov, V. Sperkach, Y. Sperkach, and A. Strybulevych, “Acoustic Relaxation of Liquid Poly(tetramethylene oxide) with Hydroxyl and Acyl Terminal Groups,” Polymer Journal, vol. 34, no. 8, pp. 565-574, 2002.

R. Zhang, W. Cao, Q. Zhou, J. H. Cha, K. K. Shung, and Y. Huang, “Acoustic Properties of Alumina Colloidal/Polymer Nano-Composite Film on Silicon,” in IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, vol. 54, no. 3, рр. 467-469, 2007.

V. V. Shevchenko et. al., “Protic and aprotic anionic oligomeric ionic liquids,” Polymer, vol. 55, no. 16, рр. 3349-3359, 2014.

Y. Shangguan, F. Chen, E. Jia, Y. Lin, J. Hu, and Q. Zheng, “New Insight into Time-Temperature Correlation for Polymer Relaxations Ranging from Secondary Relaxation to Terminal Flow: Application of a Universal and Developed WLF Equation,” Polymers, vol. 9, pр. 567, 2017.

V. V. Klepko, B. B. Kolupaev, E. A. Lysenkov, and M. O. Voloshyn, “Viscoelastic properties of filled polyethylene glycol in the megahertz frequency band,” Materials Science, vol. 47, no. 1, рр. 14-20, 2011.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 78

Опубліковано

2022-09-02

Як цитувати

[1]
Е. А. Лисенков і О. В. Стрюцький, «РЕЛАКСАЦІЙНІ ТА АКУСТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛІМЕРНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІЕТИЛЕНОКСИДУ ТА НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 97–102, Верес. 2022.

Номер

Розділ

Машинобудування і транспорт

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.