ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА
СТРКУТУРУ И СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ
Ульянова Т.М.
1
, Витязь П.А.
2
, Овсеенко Л.В.
1
, Крутько Н.П.
1
1
Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси,
Минск, Беларусь,
2
Президиум НАН Беларуси, Минск, Беларусь
e-mail:
ulya@igic.bas-net.by
Разработана технология получения наноструктурных оксидных порошков и волокон с
контролируемыми свойствами. Выполнены исследования технологических процессов, изучены
структура и свойства нановолокон (вискерсов) тугоплавких оксидов и их взаимодействия с
полимерными и керамическими матрицами. Наноструктурные модификаторы могут быть
использованы в качестве компонентов композиционных материалов для повышения их
технических характеристик.
Новое независимое направление - синтез наноразмерных или наноструктурных
порошков и различных функциональных материалов на их основе оформилось в области
создания новых материалов за последние тридцать лет. Особое внимание уделяется
нанометровым порошкам, волокнам, трубкам из углеродных, неоксидных и оксидных
огнеупорных композиций, в частности оксиду циркония и его смесям с оксидом алюминия;
исследованию упрочняющего действия нанопорошков при производстве компактной и
пористой керамики, полимерных композитов, а также их влияния и на другие технические
свойства композиционных материалов.
Для создания материала с особой архитектоникой и большой удельной поверхностью в
качестве предшественника использовали целлюлозную волокнистую матрицу, включающую
аморфные и кристаллические части линейного полисахарида, микрофибриллы, поры и каналы.
Способ синтеза наноструктурных оксидных волокон осуществлялся методом введения
солевого раствора в исходные гидратные целлюлозные волокна или ткани и последующей
процедуры удаления гидратной и органической составляющей полимера и солей. В процессе
адсорбции растворов поверхностью и объемом молекул целлюлозы происходили физические и
химические процессы взаимодействия полимерных групп с ионами металлов. Растворы не
только заполняли поры материала, но и входили в аморфную и кристаллическую части
полимерной молекулы. Затем после сушки солесодержащие целлюлозные волокна подвергали
термообработке. При этом происходил термолиз полимера, сопровождающийся удалением
воды и углеводородных продуктов, а введенные соли теряли кристаллизационную воду и
образовывали наночастицы гидроксидов и оксидов металлов. В результате этого
многостадийного процесса происходило копирование формы и микроструктуры исходной
полимерной матрицы образованными неорганическими соединениями. Синтезированные
волокна состояли из нанозерен оксидов металлов, нанопор, микропор, перемычек и каналов.
Моно-, ди- и поликомпонентные наноструктурированные волокнистые оксидные системы были
получены этим методом, например: Al
2
O
3
, ZrO
2,
HfO
2
; Al
2
O
3
+ MgO, Al
2
O
3
+ ZrO
2
, ZrO
2
+ Y
2
O
3
,
ZrO
2
+ La
2
O
3
; ZrO
2
+ MgO + Y
2
O
3
; ZrO
2
+ Y
2
O
3
+ Al
2
O
3
и другие.
Поскольку частицы самоорганизовались определенным образом в объеме полимерной
молекулы, они моноразмерны, неагломерированы, а оксидные пористые волокна имеют
Do'stlaringiz bilan baham: |