CC BY
95
in
о >
наноиндустрия в строительстве
УДК 624:6-022.532 DOI: 10.22227/1997-0935.2018.4.426-434
ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
КОМПОЗИТЫ
Л.А. Абдрахманова, А.Г. Хантимиров, Р.К. Низамов, В.Г. Хозин
Казанский государственный архитектурно-строительный университет (КГАСУ), 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
Предмет исследования: рассматриваются вопросы наномодификации поливинилхлоридных композиций, наполненных древесной мукой. Разработанные к настоящему времени древесно-наполненные поливинилхлоридные композиты, обладающие высокими эксплуатационными показателями, имеют существенный технологический недостаток (высокая вязкость расплавов), что ограничивает их переработку и применение. Для увеличения совместимости по-ливинилхлорида и древесной муки были проведены экспериментальные исследования по применению в качестве эффективных связующих агентов малых доз углеродных нанотрубок.
Цели: исследование структуры и свойств высоконаполненных наномодифицированных поливинилхлоридных композитов.
Материалы и методы: рассмотрены базовые древесно-наполненные поливинилхлоридные композиции для получения профильно-погонажных изделий, в которых в качестве модификаторов использовались однослойные углеродные нанотрубки в различных дисперсионных средах. Использованы стандартные физико-механические методы оценки свойств полимерных материалов, а также комплекс методов анализа структуры материалов, в частности оптическая и электронная микроскопия.
Результаты: экспериментально определены интервалы оптимальных концентраций углеродных нанотрубок в композициях в зависимости от степени наполнения древесной мукой, вида и природы среды-носителя углеродных нанотрубок, а также способа совмещения компонентов в процессе формования изделий из разработанных рецептур. Выводы: эксперименты подтвердили техническую эффективность использования нанотрубок в качестве добавок, усиливающих адгезионное взаимодействие на границе полимера с древесной мукой. Полученные закономерности могут быть основой для практической реализации производства профильно-погонажных изделий методом экструзии.
КЛЮчЕВыЕ СЛОВА: поливинилхлорид, древесная мука, связующий агент, углеродные нанотрубки, полимерный нанокомпозит, микроструктура
Благодарности: Авторы выражают благодарность компании ООО OCSiAl за предоставленные образцы однослойных нанотрубок, междисциплинарный центр «Аналитическая микроскопия» (КФУ) — за проведение исследований микроструктуры образцов.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Абдрахманова Л.А., Хантимиров А.Г., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Древесно-полимерные на-номодифицированные поливинилхлоридные строительные композиты // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 4 (115). С. 426-434.
WOOD-POLYMER NANO-MODIFIED POLYVINYLCHLORIDE COMPOSITE BUILDING MATERIALS
_ L.A. Abdrakhmanova, A.G. Khantimirov, R.K. Nizamov, V.G. Khozin j
ig Kazan State University of Architecture and Engineering (KSUACE),
pfj 1 Zelenaya st., Kazan, 420043, Russian Federation
t-
2 Subject: questions of nano-modification of Polyvinylchloride (PVC) composites filled with wood flour (WF) are considered.
О
H
>*
о
The wood-filled Polyvinylchloride composites developed to date possess high operational parameters but have a significant technological disadvantage (high viscosity of melts), which limits their processing and use. To increase the compatibility of polyvinylchloride and wood flour, experimental studies were conducted on the use of small doses of carbon nanotubes as effective binding agents.
Research objectives: investigation of the structure and properties of highly filled nano-modified polyvinylchloride composites. Materials and methods: basic wood-filled polyvinylchloride composites are considered for production of molding profiles, ^ in which single-walled carbon nanotubes in various dispersion media were used as modifiers. We used standard physical
I and mechanical methods for polymer material properties estimation, as well as a set of methods for analyzing the structure
JJ of materials, in particular optical and electronic microscopy.
q Results: the ranges of optimal concentrations of carbon nanotubes in the composites are determined experimentally,
IQ depending on the degree of filling with the wood flour, type and nature of carbon nanotube carrier medium, as well as the
method of mixing the components in the process of molding the products by the developed prescriptions.
426
© Л.А. Абдрахманова, А.Г. Хантимиров, Р.К. Низамов, В.Г. Хозин
Conclusions: experiments have confirmed technical effectiveness of using nanotubes as additives that enhance the adhesion interaction at the boundary of the polymer with the wood flour. The obtained functional dependencies can be the basis for practical realization of production of molding profiles by extrusion method.
KEY WORDS: polyvinylchloride, wood flour, binding agent, carbon nanotubes, polymer nanocomposite, microstructure
Acknowledgments: The authors are grateful to OCSiAl Ltd. for providing samples of single-walled nanotubes, as well as to the interdisciplinary center "Analytical Microscopy" (KFU) for conducting studies of samples' microstructure.
FOR CITATION: Abdrakhmanova L.A., Khantimirov A.G., Nizamov R.K., Khozin V.G. Drevesno-polimernye nanomodifitsirovannye polivinilkhloridnye komposity [Wood-polymer nano-modified polyvinylchloride composite building materials]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018, vol. 13, issue 4 (115), pp. 426-434.
ВВЕДЕНИЕ
Развитие древесно-полимерных композитов (ДПК) на основе термопластов за последние годы обусловлено, главным образом, их преимуществами по сравнению с конкурирующими материалами на основе термореактивных смол: экологической чистотой, повышенными прочностными показателями. На практике в качестве полимерных матриц в производстве ДПК обычно применяются полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП), суммарно занимающие почти 90 % общего объема потребления, и поливи-нилхлорид (ПВХ). Большой объем применения ПЭ и ПП связан в первую очередь с низкой температурой плавления, позволяющей использовать органическое волокно в качестве наполнителя без большого риска термодеструкции, а ПВХ характеризуется сложностью переработки ввиду низкой стойкости к энергетическим воздействиям и высокой вязкости расплавов. Преимуществами ДПК строительного назначения на основе ПВХ являются повышенные по сравнению с показателями ПЭ или ПП прочностные показатели. Но низкая адгезия между органическим наполнителем (в качестве которого, главным образом, используется древесная мука марки 180) и ПВХ не позволяет получить композиции с массовой долей растительного компонента более 40 % с сохранением необходимых технологических и эксплуатационных свойств. Основным способом увеличения степени взаимодействия между полимером и древесной мукой является модифицирование поверхности органического наполнителя для обеспечения совместимости полимера и древесных частиц путем изменения природы их поверхности. В качестве таких модификаторов перспективны на-нодобавки, которые в силу высокой поверхностной энергии могли бы быть эффективными связующими агентами.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Изделия из ДПК [1] имеют однородную структуру по всему объему материала, в них отсутствуют дефекты, такие как сучки, гниль и др., хорошо
обрабатываются механически и окрашиваются как в массе, так и на поверхности. Кроме того, ДПК эффективно комбинируются с металлическими и другими строительными изделиями, что позволяет создавать прочные и жесткие конструкции. Самым распространенным наполнителем в ДПК является древесная мука, которая представляет собой тон-коизмельченную сложную по химическому составу и неоднородную по своим физическим характеристикам капиллярно-пористую анизотропную волокнистую древесину [1, 2].
Для получения высоконаполненных ДПК на основе ПВХ необходимо выполнение трех условий [3]:
• обеспечение достаточной подвижности расплава для самоуплотнения структуры материала и равномерного распределения наполнителя в полимерной матрице;
• обеспечение условий для разрушения агломератов древесной муки в процессе перемешивания на отдельные частицы;
• обеспечение высокой степени взаимодействия на границе раздела полимерная матрица—наполнитель.
Главным фактором является достаточная интенсивность взаимодействия частиц древесного наполнителя с полимерной матрицей [1, 4]. В работах до авторов изучалось применение в качестве связую- С щих агентов кремнезолей и углеродных нанотрубок н (УНТ) за счет уменьшения кислотности древес- 5 ной муки блокированием ее активных кислотных групп [5]. §
Помимо снижения кислотности наполните- р ля, использование УНТ может привести к увеличению адгезии за счет упрочняющего эффекта О использования УНТ в полимерных композитах. При введении их в термопластичные полимерные 1 матрицы происходит определенная ориентация Я полимерных цепей, уменьшение числа возмож- ы ных конформаций и снижение степени спутанно- □ сти [6]. Разработаны различные виды связующих С агентов для ПВХ-ДПК, среди которых высокую Я эффективность показали многослойные углерод- Я ные нанотрубки (МУНТ) [7-9]. Их совмещение 1 с ПВХ-композициями осуществляли через обработ- 5 ку древесной муки водными дисперсиями трубок,
Ю
о >
с
10
<0
2 о
н >
О
X S X н
о ф
водными дисперсиями в растворе поверхностно-активного вещества, также концентрированными дисперсиями в эфирах жирных карбоновых кислот. Сложность технологических операций, связанных с дополнительной сушкой древесной муки, предполагает интерес к наномодификации полимерного компонента, а именно ПВХ, указанными дисперсиями и концентратами с последующим совмещением их с древесной мукой в процессе переработки композиций в расплаве. Кроме того, исследования показали [10, 11] большую эффективность однослойных углеродных трубок, чем многослойных.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Базовой рецептурой, на основе которой получены древесно-наполненные композиции и осуществлена их наномодификация углеродными нанотруб-ками, является следующий состав:100 массовых частей суспензионного ПВХ марки С7059М, пять частей стабилизатора двухосновного стеарата свинца, семь частей модификатора ударной прочности марки FM и три части стабилизатора-смазки стеара-та кальция. Для наполнения использовалась древесная мука марки 1801. В составы наполненного ПВХ в ряде образцов вводился пластификатор — диок-тилфталат ДОФ2 в количестве 10 массовых частей на 100 ПВХ. В работе использовались однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ) компании ООО OCSiAl (г. Новосибирск) марки ТОВА^, имеющие средний внешний диаметр 1,8 нм. Для использования в составе полимерных композитов ОУНТ представлены в виде базового продукта — сухого агломерированного порошка, а также в виде различных дисперсий. Введение наномодификаторов осуществлялось приготовлением их концентрированных премиксов в ПВХ при смешении их в лабораторной планетарно-шаровой мельнице RetschPM 100 СМ. Смешение всех компонентов композиции (исходный ПВХ-порошок, премикс ПВХ-порошка с на-нодобавками и все технологические компоненты в необходимых количествах осуществлялось в лабораторном смесителе ЛДУ-3 МПР в течение 2.. .3 мин при 500.600 об./мин. Для испытаний получены образцы в виде пленок и жгутов. Пленочные
1 ГОСТ 16361-87. Мука древесная. Технические условия.
2 ГОСТ 8728-88. Пластификаторы. Технические условия.
образцы готовили методом термопластикации на лабораторных вальцах ЛБ 200 100/100Э при температуре валков 140.150 °С в течение 5-6 мин. Каждая серия образцов изготовлена при одной и той же толщине зазора между валками около 0,010.0,020 см. Стренги (жгуты) изготавливали методом экструзии на лабораторном двухшнековом экструдере LabTechScientificLTE 16-40 с фильерой круглого сечения (диаметр 3 мм) при температуре в формующей зоне 210 °С и скорости валков 14 об./мин в течение 10.15 мин. Все серии образцов формовали при одинаковом профиле температур.
Определяли следующие технологические и эксплуатационные показатели: показатель текучести расплавов (ПТР), «разбухание» экструдата Ad, прочность на растяжение ср, термостабильность т и водопоглощение W. Измерения проводили на автоэмиссионном высокоразрешающем сканирующем электронном микроскопе Merlin компании Carl Zeiss. Съемка морфологии поверхности осуществлена при ускоряющем напряжении первичных электронов 5 кВи зондовом токе 300 пА для минимального воздействия на объект исследования. Образцы ПВХ помещали в жидкий азот, после чего производили продольный скол. Сколы образцов ПВХ фиксировали на держателе и помещали в камеру вакуумной установки Quorum Q 150TES. Нанесение проводящего слоя проводили методом катодного распыления сплавом Au/Pd в соотношении 80/20. Толщина нанесенного слоя составляет 15 нм.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальные исследования посвящены результатам наномодификации поливинилхлорид-ной матрицы композиции и способам ее осуществления. Осуществлялось введение суперконцентрата ОУНТ в эфирах жирных карбоновых кислот (содержание в них ОУНТ 10 %). Для облегчения перерабатываемости древесно-наполненных композиций из ПВХ используется введение небольших количеств молекулярных пластификаторов, что позволяет облегчить переработку, однако не ведет к снижению механических свойств ДПК. В связи с этим было оценено влияние концентрации ОУНТ на свойства ПВХ-композиции, содержащей 50 массовых частей древесной муки и 10 частей диоктил-
Свойства наномодифицированной древесно-полимерной композиции
Показатели Без нанодобавки С суперконцентратом ОУНТ
0,01 массовой части 0,1 массовой части
Прочность на растяжение, МПа 30 29 34
Водопоглощение за 24 ч, % 4,1 3,5 2,5
ПТР, г/10 мин 0,4 1,5 4,0
Время термостабильности при 180° 136 210 220
Степень «разбухания» экструдата, % 1,08 1,10 1,05
фталата на 100 частей ПВХ. Результаты испытаний представлены в табл.
Из представленных данных следует, что механические свойства изменяются незначительно, прочность при растяжении остается на уровне контрольного образца. Одной из причин может быть то, что в композите частицы наполнителя практически не деформируются вместе с полимерной матрицей из-за большой разницы в модулях упругости компонентов. Следовательно, в процессе деформирования на границе полимер—наполнитель возникают перенапряжения, способствующие появлению трещин в матрице. Вообще с введением древесной муки при увеличении ее концентрации в композиции наблюдается повышение упругости, твердости, прочности и вязкости полимера. Вследствие этого снижается способность к деформации течения. ПТР для древесно-наполненной композиций, равный 0,4 г на 10 мин, почти в пять раз меньше чем текучесть ненаполненной ПВХ-композиции. При введении углеродных нанотрубок взаимодействие их поверхности с макромолекулами полимера или наполнителя имеет лишь слабую ван-дер-ваальсовую природу, нанотрубки слабо влияют на механические свойства, но с ростом концентрации ОУНТ в составе ДПК растет ПТР (при содержании 0,1 массовой части ОУНТ показатель текучести увеличивается на один порядок). Этот факт говорит о снижении вязкости расплавов, что сказывается на повышении качества экструдата. Второе положительное влияние наномодификации проявляется в повышении термостабильности при всех концентрациях на-нотрубок в композиции. По данным работы [12], стабилизирующий эффект УНТ в термопластичных полимерах обусловливается их барьерными свойствами (нанотрубки в композите препятствуют переносу продуктов деструкции полимера в объеме материала) и химическим взаимодействием УНТ с макрорадикалами, образующимися в процессе разложения полимера (показано на примере ПП) с формированием стабильных радикалов. В случае с ПВХ-композициями в большей степени реализуется возможность сорбции углеродными нанотрубками хлористого водорода, выделяющегося при деструкции полимера, и органических кислот, выделяющихся при нагреве древесной муки и оказывающих катализирующее действие на разложение ПВХ, поэтому их отрицательный эффект снижается. «Гостевая» молекула может проникать внутрь УНТ под действием капиллярного эффекта и удерживается внутри, благодаря сорбционным силам [13]. Влияние многостенных углеродных нано-трубок массовой долей до 5 % на свойства жестких ПВХ-композиций было рассмотрено в работе [14]. Авторы отмечают увеличение термостабильности и теплостойкости при содержании УНТ массовой долей до 3 %.
Особенно ценным для древесно-наполненных композиций является и снижение водопоглощения с 4 до 2,5 %. Было определено также время самостоятельного горения. При увеличении степени наполнения древесной мукой более 80 массовых частей наблюдается устойчивое горение исследуемых образцов, а для композиции, содержащей 50 массовых частей древесной муки, в присутствии 0,01 массовых частей ОУНТ время самостоятельного горения снижается с 4,5 до 2,8 с.
Адсорбционное влияние нанотрубок на полимерную матрицу наполненного композита приводит к снижению подвижности макромолекул, очевидно, этим можно объяснить и выявленное снижение «разбухания» струи экструдата, которое оценивалось по изменению (процентах диаметра экструдата после выхода из головки круглого сечения). Постэкструзи-онное «разбухание» экструдатов дает возможность характеризовать их высокоэластические свойства.
Следует отметить, что с ростом содержания ОУНТ растет плотность модифицированного ДПК-ПВХ, увеличиваясь с 1015 кг/м3 для немодифици-рованных образцов до 1150 кг/м3 с содержанием 0,1 массовой части ОУНТ в композиции. Этот факт может быть объяснен и изменением самой структуры полимерной матрицы под влиянием ОУНТ. Очевидно, нанотрубки, распределяясь в объеме полимерной матрицы, вызывают процессы молекулярного упорядочения в аморфной фазе полимера [15]. Образующиеся локальные области упорядочения обусловливают эффект уплотнения структуры композита. Ранее на примере непластифицированных образцов ПВХ было показано [16], что нанотрубки располагаются в виде локализованных участков в структуре матрицы, ориентируясь по направлению сдвиговых деформаций при переработке. Было установлено, что увеличение концентрации ОУНТ практически не отражается на размерах скоплений ОУНТ, а только на количестве этих участков. В слу- до чае, когда композиция содержит кроме полимерной С матрицы и частицы дисперсного наполнителя, нано- н трубки могут быть занимать разные участки струк- 5 туры, а именно находиться в фазе полимерной матрицы, в фазе наполнителя или на границе раздела Щ между ними в межфазной области. р
Для объяснения особенностей изменения свойств экструдированных композитов ДПК-ПВХ О при введении ОУНТ проведено изучение микроструктуры образцов. Срезы экструдатов сделаны 1 вдоль направления экструдирования. Данные пред- Я ставлены на рис. 1 и 2. ы
Представленные на рис. 1 микрофотографии □ могут быть интерпретированы следующим образом: С • образцы с содержанием в древесно-полимер- Я ной композиции 0,1 массовой части ОУНТ в составе Я суперконцентрата ОУНТ характеризуются наиболь- 1 шей однородностью структуры; 5
iS
• в образцах с микродозами (0,01 массовой части ОУНТ) хрупкий скол сопровождается выдергиванием древесных волокон из матрицы ПВХ.
Из данных микрофотографий в нанометровом ¡^ диапазоне (рис. 2) следует, что углеродные нано-т- трубки образуют скопления отдельных жгутов, ко-w торые по-разному ориентированы в матрице. При концентрации 0,1 массовой части ОУНТ, очевидно, скопления заполняют свободное пространство меж-^ ду фазами ПВХ и древесной муки. При меньших же — концентрациях (0,01 массовой части) концентрация IQ жгутов недостаточна для заполнения свободного РО объема, поэтому, в основном, они расположены по
поверхности ПВХ-матрицы. Л Все эти факты коррелируют и в некоторой стеН пени позволяют объяснить изменения макросвойств композитов, а именно наибольшую величину плотности и прочности при концентрациях 0,1 массовой 2 части и уменьшение при этом степени «разбухания» £ экструдата.
j Для достижения высоких механических
jj свойств ДПК при переработке композиций методом
Ф экструзии предлагается двустадийный способ про-GQ
a
Рис. 1. Микрофотографии поверхности хрупкого скола экструдатов ПВХ-образцов: а — без модификатора; б — с 0,1 массовой части ОУНТ; в — с 0,01 массовой части ОУНТ (масштаб 1 мкм)
изводства с предварительным смешением, что обусловлено необходимостью введения в состав композиции наномодификаторов.
Смешение всех компонентов сырья осуществляется в двустадийном смесителе. Порядок загрузки для приготовления композиции с наномо-дификатором таков: в горячий бак загружается 20 % от массы ПВХ на один замес с нанотрубками в соотношении 20:1 с последующим их смешением на повышенных скоростях 900.100 об./мин в течение 2 мин для равномерного распределения наномодификатора в массе полимера, затем добавляются остальная часть ПВХ и все технологические добавки, после чего происходит смешение при скорости 500.1000 об./мин в течение 5 мин. Температура в верхнем смесителе при разгрузке составляет 100.110 °С. После перемешивания в горячем смесителе состав отправляют в нижний смеситель, где смесь охлаждается до 40.45 °С в течение 5.7 мин. Готовая смесь подается в расходный бункер для дальнейшей подачи в экструдер. Длительность полного цикла загрузки-отгрузки и смешения составляет около 20 мин. В технологическом цикле
I ^_
Г /^т^1
Г\/М ^ чР # ^
ло у г ▼
/я яШ ШШ \ 9 1
%ж V ■¡..гч, / .ь,.™, - '1. .V 1НД». 41.: .л ьи; ■ 1 I г ^ ■ ■ . г ит Сши ? .и- ХпГ
Рис. 2. Микрофотографии поверхности хрупкого скола экструдатов ПВХ-образцов: а — без модификатора; б — с 0,1 массовой части ОУНТ; в — с 0,01 массовой части ОУНТ (масштаб 100 нм)
предусмотрены операции грануляции базовой дре-весно-наполненной ПВХ-композиции и грануляции наномодифицированной ПВХ-композиции.
Стадия формования изделий из наномодифицированной древесно-полимерной композиции заключается в совместной подаче в экструдер двух видов гранулятов в необходимых пропорциях.
ВЫВОДЫ
Осуществлено введение суперконцентратов ОУНТ в эфирах жирных карбоновых кислот в качестве связующего агента в рецептурах древесно-полимерной композиции на основе ПВХ. Использование стабильных высококонцентрированных дисперсий УНТ в пластификаторах для ПВХ позволило исключить операцию предварительной обработки древесной муки водными дисперсиями УНТ.
Показано, что введение ОУНТ в состав экс-трудированных образцов в количестве 0,1 массовой части улучшает технологические и эксплуатационные свойства ДПК-композиции, а именно повышает прочность на 11 %, а плотность — на 15 %, снижает водопоглощение на 1,5 %, увеличивает время
термостабильности на 840 °С. Основным преимуществом такой наномодификации является облегчение перерабатываемости древесно-наполненной композиции, что подтверждается увеличением ПТР на порядок и обусловлено, как очевидно, тем, что углеродные нанотрубки, на которых адсорбированы молекулы пластификатора, являются средой, обеспечивающей возникновение послойного течения на границе ПВХ—древесная мука.
Для достижения, в первую очередь, высоких механических свойств ДПК при переработке композиций методом экструзии есть несколько направлений дальнейшего развития исследований:
• рассмотрение более высоких концентраций ОУНТ для усиления эффекта межфазного слоя ПВХ—древесная мука;
• обработка компонентов композиции дисперсиями углеродных нанотрубок в воде или органических растворителях с последующим удалением носителя вакуумной сушкой;
• использование функционализированных углеродных нанотрубок, так как многочисленные работы показывают большую эффективность их использования по сравнению с нативными [17-20].
00
Ф О т X
5
*
О У
Т
0
1
(л)
В
г
3
у
о *
4
(Л
литература
ш
*
о >
с
DQ
<0
2 О
I*
О
X S X н
о ф
1. Клесов А.А. Древесно-полимерные композиты. СПб. : Научные основы и технологии, 2010. 736 с.
2. Ксантос М. функциональные наполнители для пластмасс / пер. с англ. под ред. В.Н. Кулезнева. СПб. : Научные основы и технологии, 2010. 462 с.
3. Пишин Г.А.,Савельев А.П. Свойства высоко-наполненных материалов на основе жесткого ПВХ // Пластические массы. 1988. № 3. С. 19-22.
4. Уилки Ч., Саммерс Дж., Даниелс Ч. Поливи-нилхлорид / пер. с англ. под ред. Г.Е. Заикова. СПб. : Профессия, 2007. 728 с.
5. Бурнашев А.И., Ашрапов А.Х., Абрахмано-ва Л.А., Низамов Р.К. Применение в рецептуре дре-весно-полимерного композита наномодифициро-ванного поливинилхлорида // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 2. С. 226-232.
6. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены. М. : Университетская книга, 2006. 255 с.
7. Абдрахманова Л.А., Ашрапов А.Х., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Модификация поливинилхлорида углеродными нанотрубками // Структура и динамика молекулярных систем : мат. XIX Всеросс. конф. М. : ИФХЭ РАН, 2012. С. 3.
8. Ашрапов А.Х.,Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Разработка эффективных способов введения наномодификаторов в ПВХ композиции // Материалы XV академ. чтений РААСН. Казань : КазГАСУ, 2010. Т. 1. С. 272-278.
9. Ашрапов А.Х., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К. Особенности модификации поливинилхлорида наночастицами различной природы // Высокие технологии и фундаментальные исследования : сб. тр. СПб., 2010. Т. 3. С. 176-181.
10. Хозин В.Г., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К. Общая концентрационная закономерность эффектов наномодифицирования строительных материалов // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 25-33.
11. Хозин В.Г., Низамов Р.К., Абдрахманова Л.А. Модификация строительных полимеров
Поступила в редакцию 29 декабря 2017 г. Принята в доработанном виде 1 февраля 2018 г. Одобрена для публикации 25 февраля 2018 г.
(поливинилхлорида и эпоксидных) однослойными углеродными трубками // Строительные материалы. 2017. № 1-2. С. 55-61.
12. Marosi B.B., Marosi В.В., Szabo А. et al. Thermal and spectroscopic characterization of polypropylene-carbon nanotube composite // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2006. Vol. 3. Pp. 669-673.
13. Елецкий А.В. Сорбционные свойства углеродных наноструктур // Успехи физических наук. 2004. Т. 174. № 11. С. 1191-1232.
14. Leskovics K., Velki I., Marossy K. PVC-MWNT (Multiwall carbon nanotube) nanocomposites // Material science and engineering. 2004. Vol. 2. 34/2. Pp. 61-67.
15. Микитаев А.К., Козлов Г.В. Зависимость степени усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки от размерности нанонаполни-теля // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462. № 1. С. 41-44.
16. Абдрахманова Л.А., Чутаев Б.Р., Хозин В.Г., Низамов Р.К. Модификация поливнилхлоридных материалов углеродными нанотрубками // Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение : мат. II Междунар. науч.-практ. конф., г. Тамбов, 2017. С. 184-186.
17. Liu H., Wang X., Fang P. et al. Functional -ization of multi-walled carbon nanotubes grafted with self-generated functional groups and their polyamide 6 composites // Carbon. 2010. Vol. 48. Pp. 721-729.
18. Ferreire T., Paiva M.C., Pontes A.J. Desper-sion of carbon nanotubes in polyamide 6 for microinjection moulding // Journal of Polymer Research. 2013. Vol. 20. Pp. 301.
19. Paiva M., Simon F., Novais R. et al. Controlled functionalization of a solvent-free multicomponent approach // ACSNano. 2010. Vol. 4 (12). Pp. 7379-7386.
20. Nasir M., Mohammad I., Asad H. et al. Poly-amide-6-based composites rein-forced with pristine or functionalized multi-walled carbon nanotubes produced using melt extrusion technique // Journal of Composite Materials. 2014. Vol. 48. No. 10. Pp. 1197-1207.
Об авторах: Абдрахманова ляйля Абдулловна — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций, казанский государственный архитектурно-строительный университет (кГАСУ), 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1, [email protected];
Хантимиров Аяз Габдрашитович — магистрант кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций, казанский государственный архитектурно-строительный университет (кГАСУ), 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1, [email protected];
Низамов Рашит курбангалиевич — доктор технических наук, ректор, профессор кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций, казанский государственный архитектурно-строительный университет (кГАСУ), 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1, [email protected];
Хозин Вадим Григорьевич — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии строительных материалов, изделий и конструкций, казанский государственный архитектурно-строительный университет (кГАСУ), 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1, [email protected].
references
1. Klesov A.A. Drevesno-polimernye kompozity [Wood-polymer composites]. Saint-Petersburg, Nauch-nye osnovy i tekhnologii Publ., 2010. 736 p. (In Russian)
3. Xanthos M. Functional fillers for plastics. Wi-ley-VCH, 2005.
3. Pishin G.A., Savel'ev A.P. Svoystva vysoko-napolnennykh materialov na osnove zhestkogo PVKh [Properties of highly filled materials based on rigid PVC]. Plasticheskie massy [Plastic masses]. 1988, no. 3, pp. 19-22. (In Russian)
4. Wilkes C.E., Summers J.W., Daniels C.A. eds. PVC handbook. Hanser, 2005.
5. Burnashev A.I., Ashrapov A.Kh., Abrakhman-ova L.A., Nizamov R.K. Primenenie v retsepture drevesno-polimernogo kompozita nanomodifitsirovan-nogo polivinilkhlorida [Application of nanomodified polyvinyl chloride in wood-polymer composite recipe]. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitektur-no-stroitel'nogo universiteta [Kazan State University of Architecture and Engineering News]. 2013, no. 2, pp. 226-232. (In Russian)
6. Rakov E.G. Nanotrubki i fullereny [Nanotubes and fullerenes]. Moscow, Universitetskaya kniga Publ., 2006. 255 p. (In Russian)
7. Abdrakhmanova L.A. Ashrapov A.Kh., Nizamov R.K., Khozin V.G. Modifikatsiya polivinilkhlorida uglerodnymi nanotrubkami [Modification of polyvinylchloride by carbon nanotubes]. Struktura i dinamika molekulyarnykh sistem: mat. KhIX Vseross. Konf. [Structure and dynamics of molecular systems: proceedings of the XIX All-Russian Conference]. Moscow, IFES, RAS, 2012, pp. 3. (In Russian)
8. Ashrapov, A.Kh., Abdrakhmanova L.A., Nizamov R.K., Khozin V.G. Razrabotka effektivnykh sposobov vvedeniya nanomodifikatorov v PVKh kom-pozitsii [Development of effective methods for the introduction of nanomodifiers in a PVC composition]. Materialy XV akadem. chteniy RAASN [Proceedings of the XV Academic readings of the RAASN]. Kazan', Ka-zGASU, 2010. Vol. 1, pp. 272-278. (In Russian)
9. Ashrapov A.Kh., Abdrakhmanova L.A., Nizamov R.K. Osobennosti modifikatsii polivinilkhlorida nanochastitsami razlichnoy prirody [Peculiarities of modification of polyvinylchloride by nanoparticles of various nature]. Vysokie tekhnologii i Fundamental'nye issledovaniya : sb. tr. [High technologies and fundamental research: collected papers]. Saint-Petersburg, 2010. Vol. 3, pp. 176-181. (In Russian)
10. Khozin V.G., Abdrakhmanova L.A., Nizamov R.K. Obshchaya kontsentratsionnaya zakono-
memost' effektov nanomodifitsirovaniya stroitel'nykh materialov [General concentration regularity of effects of nanomodifying of construction materials]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2015, no. 2, pp. 25-33. (In Russian)
11. Khozin V.G., Nizamov R.K., Abdrakhmanova L.A. Modifikatsiya stroitel'nykh polimerov (polivinilkhlorida i epoksidnykh) odnosloynymi uglerodnymi trubkami [Modification of building polymers (polyvinylchloride and epoxy) by single-layer carbon pipes]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2017, no. 1-2, pp. 55-61. (In Russian)
12. Marosi B.B., Marosi V.V., Szabo A. et al. Thermal and spectroscopic characterization of polypropylene-carbon nanotube composite. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2006, vol. 3, pp. 669-673.
13. Eletskiy A.V. Sorbtsionnye svoystva uglerod-nykh nanostruktur [Sorption properties of carbon nano-structures]. Uspekhi fizicheskikh nauk [Advances in Physical Sciences]. 2004, vol. 174, no. 11, pp. 11911232. (In Russian)
14. Leskovics K., Velki I., Marossy K. PVC-MWNT (Multiwall carbon nanotube) nanocomposites. Material science and engineering. 2004, Vol. 2. 34/2, pp. 61-67.
15. Mikitaev A.K., Kozlov G.V. Zavisimost' ste-peni usileniya nanokompozitov polimer/uglerodnye nanotrubki ot razmernosti nanonapolnitelya [Dependence of the degree of amplification of nanocomposites of polymer / carbon nanotubes on the dimension of the nanofiller]. Doklady Akademii nauk [Reports of the n Academy of Sciences]. 2015, vol. 462, no. 1, pp. 41-44. C (In Russian) H
16. Abdrakhmanova L.A., Chutaev B.R., s Khozin V.G., Nizamov R.K. Modifikatsiya polivnilkhlo-ridnykh materialov uglerodnymi nanotrubkami [Modi- p fication of polyvinylchloride materials by carbon nano- p tubes]. Grafen i rodstvennye struktury: sintez, proiz-vodstvo iprimenenie : mat. IIMezhdunar. nauch.-prakt. 0 konf., g. Tambov [Graphene and related structures: syn- g thesis, production and application : proceedings of the i II Intern. Scientific and practical conference]. Tambov, X 2017, pp. 184-186. (In Russian) ^
17. Liu H., Wang X., Fang P. et al. Functional- □ ization of multi-walled carbon nanotubes grafted with C self-generated functional groups and their polyamide 6 X composites. Carbon. 2010, vol. 48, pp. 721-729. X
18. Ferreire T., Paiva M.C., Pontes A.J. Despersion 1 of carbon nanotubes in polyamide 6 for microinjection 5
moulding. Journal of Polymer Research. 2013, vol. 20, pp. 301.
19. Paiva M., Simon F., Novais R. et al. Controlled functionalization of a solvent-free multicomponent approach. ACSNano. 2010, vol. 4 (12), pp. 7379-7386.
20. Nasir M., Mohammad I., Asad H. et al. Poly-amide-6-based composites rein-forced with pristine or functionalized multi-walled carbon nanotubes produced using melt extrusion technique. Journal of Composite Materials. 2014, vol. 48, no. 10, pp. 1197-1207.
Received December 29, 2017.
Adopted in revised form on February 1, 2018.
Approved for publication on February 25, 2018.
About the authors: Abdrakhmanova Lyaylya Abdullovna — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Construction Materials Technology, Products and Structures, Kazan state University of Architecture and Engineering (KsUAE), 1 Zelenaya str., Kazan, 420043, Russian Federation; [email protected];
Khantimirov Ayaz Gabdrashitovich — Master student, Department of Technology of Construction Materials, Products and Structures, Kazan state University of Architecture and engineering (KsUAE), 1 Zelenaya str., Kazan, 420043, Russian Federation; [email protected];
Nizamov Rashit Kurbangalievich — Doctor of Technical Sciences, Rector, Professor of the Department of Construction Materials, Products and Structures Technology, Kazan state University of Architecture and engineering (KsUAE), 1 Zelenaya str., Kazan, 420043, Russian Federation; [email protected];
Khozin Vadim Grigor'evich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Construction Materials, Products and Structures Technology, Kazan state University of Architecture and engineering (KsUAE), 1 Zelenaya str., Kazan, 420043, Russian Federation;, [email protected].
№
o >
E
a
<0
S o
H >
O
X
s
X H
o a ta
