Vật liệu phim dựa trên polyethylene với nanoparticle silicon và cacbua silicon

Inorganic Materials: Applied Research - Tập 12 - Trang 17-24 - 2021
A. A. Olkhov1,2, I. E. Stanishevskaya3, M. N. Semenova4, A. Yu. Ermakova4, V. K. G. Gavilanes4, A. A. Ishenko5
1Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2Plekhanov Russian University of Economics, Moscow, Russia
3The Diplomatic Academy of the Russian Foreign Ministry, Moscow, Russia
4RUDN University, Moscow, Russia
5MIREA—Russian Technological University, Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, Moscow, Russia

Tóm tắt

Trong nghiên cứu và phát triển này, phương pháp đùn được sử dụng để thu được phim polyethylene chứa 0.1–1.5% khối lượng n-SiC và nanoparticle n-Si được sản xuất bằng phương pháp hóa học plasma. Sử dụng phương pháp phân tích quang phổ, các phim thu được đã được xác định hấp thụ bức xạ UV trong phạm vi từ 200–400 nm, điều này có hại cho vật chất hữu cơ. Phương pháp phân tích cấu trúc bằng tia X được sử dụng để xác định kích thước trung bình của các hạt và chất lượng phân tán của chúng trong các phim. Phân tích quét vi sai và các thử nghiệm vật lý - cơ học cho thấy rằng nanoparticle không làm ảnh hưởng đến sự hình thành cấu trúc bên trong của ma trận polyethylene (PE). Độ tinh thể, điểm nóng chảy và điểm tinh thể vẫn không thay đổi. Tính chất bề mặt của các phim, được nghiên cứu bằng các phương pháp ma sát và điện ma sát cùng với việc xác định góc tiếp xúc, vẫn không đổi và không khác biệt so với tính chất của các phim PE có hàm lượng nanoparticle từ 0.1 đến 1%. Ở hàm lượng nSiC là 1.5%, một sự thay đổi trong viền bề mặt được chẩn đoán, dẫn đến tăng nhẹ hệ số ma sát của phim. Các phim polyethylene được lấp đầy bằng n-SiC và n-Si thu được trong công trình này được khuyến nghị để sử dụng làm lớp phủ bảo vệ UV cho nhiều mục đích khác nhau.

Từ khóa

#polyethylene #silicon nanoparticles #silicon carbide #UV protection #films

Tài liệu tham khảo

Kumar, V., Nanosilicon, Kumar, V., Ed., Amsterdam: Elsevier, 2008. Pickrell, J.A., Erikson, L.E., Dhakal, K., and Klabunde, K.J., Toxicity of inhaled nanomaterials, in Nanoscale Materials in Chemistry, Klabunde, K.J. and Richards, R.M., Eds., Chichester: Wiley, 2009, chap. 22, pp. 730–769. Ishchenko, A.A., Ol’khov, A.A., and Gol’dshtrakh, M.A., RF Patent 2429189, Byull. Izobret., 2011, no. 26. Sanders, R.W., Cooke, S.L., Fischer, J.M., Fey, S.B., Heinze, A.W., Jeffrey, W.H., Macaluso, A.L., Moeller, R.E., Morris, D.P., Neale, P.J., Olson, M.H., Pakulski, D.J., Porter, J.A., Schoener, D.M., and Williamson, C.E., Shifts in microbial food web structure and productivity after additions of naturally occurring dissolved organic matter: results from large-scale lacustrine mesocosms, Limnol. Oceanogr., 2015, vol. 60, no. 6, pp. 2130–2144. https://doi.org/10.1002/lno.10159 Torres-Nuñez, E., Sobrino, C., Neale, P.J., Ceinos, R.M., Du, S.J., and Rotllant, J., Molecular response to ultraviolet radiation exposure in fish embryos: implications for survival and morphological development, Photochem. Photobiol., 2012, vol. 88, no. 3, pp. 701–707. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2012.01088.x Neale, P.J., Sobrino, C., Segovia, M., Mercado, J. M., Leon, P., Cortés, M.D., Tuite, P., Picazo, A., Salles, S., Cabrerizo, M.J., Prasil, O., Montecino, V., Reul, A., and Fuentes-Lema, A., Effect of CO2, nutrients and light on coastal plankton. I. Abiotic conditions and biological responses, Aquat. Biol., 2014, vol. 22, pp. 25–41. https://doi.org/10.3354/ab00587 Fetisov, G.V., X-ray phase analysis, in Analiticheskaya khimiya i fiziko-khimicheskie metody analiza (Analytical Chemistry and Physicochemical Analysis), Ishchenko, A.A., Ed., Moscow: Akademiya, 2010, vol. 2, chap. 11, pp. 153–184. Sahi, S., Magill, S., Ma, L., Xie, J., Chen, W., Jones, B., and Nygren, D., Wavelength-shifting properties of luminescence nanoparticles for high energy particle detection and specific physics process observation, Sci. Rep., 2018, vol. 8, art. ID 10515. WINXPOW Version 1.06, Darmstadt: STOE & CIE, 1999. Nanostructured Materials: Processing, Properties and Applications, Koch, C.C., Ed., Amsterdam: Elsevier, 2009. Ischenko, A.A., Ol’khov, A.A., Gol’dshtrakh, M.A., Es’kova, E.V., Kononov, N.N., and Dorofeev, S.G., RF Patent 2441046, Byull. Izobret., 2012, no. 3 Verdaguer, D., Jansen, M.A.K., Llorens, L., Morales, L.O., and Neugart, S., UV-A radiation effects on higher plants: exploring the known unknown, Plant Sci., 2017, vol. 255, pp. 72–81. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2016.11.014 Olkhov, A.A., Liaw, D.J., Fetisov, G.V., Goldschtrakh, M.A., Kononov, N.N., Krutikova, A.A., Storozhenko, P.A., Zaikov, G.E., and Ischenko, A.A., Polymer nanocomposites films on polyethylene with UV-protective properties, Polym. Res. J., 2013, vol. 7, no. 1, pp. 79–90. Mittelman, A.M., Fortner, J.D., and Pennell, K.D., Effects of ultraviolet light on silver nanoparticle mobility and dissolution, Environ. Sci.: Nano, 2015, vol. 2, pp. 683–691. Scardi, P., Recent advancements in whole powder pattern modeling, Z. Kristallogr. Suppl., 2008, vol. 27, pp. 101–111. Strbeck, N., X-Ray Scattering of Soft Matter, Berlin: Springer-Verlag, 2007. Olkhov, A.A., Krutikova, A.A., Goldshtrakh, M.A., Orlov, N.A., Ischenko, A.A., Staroverova, O.V., and Iordanskii, A.L., New fibrous materials based on poly-3-hydroxybutyrate for biomedical purposes, made via electrospinning technique, Inorg. Mater.: Appl. Res., 2018, vol. 9, no. 1, pp. 100–107. Abdalla, S., Al-Marzouki, F., Obaid, A., and Gamal, S., Action of colloidal silica films on different nano-composites, Results Phys., 2016, vol. 6, pp. 209–214.