CC BY
37
КЛАСТЕРЫ, КЛАСТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И МАТЕРИАЛЫ
УДК 541.182:543.637.5
ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛ/УГЛЕРОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ ФОСФАТАМИ АММОНИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ВСПУЧИВАЮЩИХСЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
1,2АХМЕТШИНА Л.Ф., 1ЛЕБЕДЕВА Г.А., 1,2,3КОДОЛОВ В.И.
'Ижевский государственный технический университет, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7 2ОАО «Ижевский электромеханический завод «Купол», 426000, г. Ижевск, ул. Песочная 3 3Научно-образовательный центр химической физики и мезоскопии УдНЦ УрО РАН, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7
АННОТАЦИЯ. В статье приведены данные по улучшению качества нанокомпозитов и суспензий на их основе путем их модификации аммоний фосфатами. Согласно результатам исследований введение фосфора в наноструктуры приводит к более полному восстановлению металла, улучшению структуры нанопродукта, появлению дополнительных функциональных групп, повышающих качество суспензий на основе нанокомпозитов. При введении наноструктур, в том числе модифицированных аммоний фосфатами, в клеевую композицию наблюдается снижение горючести материала, что дает возможность использовать данный состав в качестве огнезащитных покрытий.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: металл/углеродные нанокомпозиты, функционализация, прививание, полифосфат аммония, тонкодисперсная суспензия, горючесть, вспучивающиеся покрытия.
ВВЕДЕНИЕ
В современной практике гражданского и промышленного строительства широкое распространение получили металлические конструкции, обладающие высокой прочностью, относительной легкостью, долговечностью, деревянные конструкции, легкие сборные конструкции. Однако под воздействием высоких температур при пожаре они деформируются, теряют устойчивость, несущую способность, поэтому огнезащита таких конструкций является актуальной проблемой для исследования.
Для снижения горючести полимерных покрытий целесообразно создание и прогнозирование свойств материалов с внешним вспучивающимся покрытием, содержащим активные структурообразователи - регуляторы структуры пенококсов. Такими перспективными модификаторами на данный момент времени являются металл/углеродные нанокомпозиты. Введение нанокомпозитов в состав покрытия может изменить поведение материала в процессе горения в лучшую сторону, замедлить сам процесс горения [1,2].
В связи с этим для повышения совместимости с соответствующими композициями целесообразно модифицировать металл/углеродные нанокомпозиты фосфатами аммония. Прививка дополнительных функциональных групп целесообразна для усиления взаимодействия добавки с матрицей и, таким образом, для улучшения свойств материала. Прививка может способствовать повышению однородности распределения наноструктур в матрице и устойчивости суспензий. Дополнительные группы за счет частичной ионизации создают небольшой поверхностный заряд, вызывающий отталкивание наноструктур друг от друга и стабилизирующий их дисперсию. Фосфорилирование приводит к повышению влияния наноструктур на среду и модифицируемый материал, а также к улучшению качества самих наноструктур за счет восстановления металла [3-5].
Основной целью исследования является синтез и анализ фосфорсодержащих нанокомпозитов, а также получение вспучивающегося огнезащитного клеевого состава, модифицированного металл/углеродными нанокомпозитами, в том числе содержащими фосфор.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходные материалы
1. Металл/углеродные нанокомпозиты
Для модификации материалов были получены никель-, медь- и железо-углеродные нанокомпозиты методом низкотемпературного синтеза в нанореакторах полимерных матриц поливинилхлорида [6] и поливинилового спирта [7]. В качестве металлсодержащей фазы выбраны оксид железа(3), оксид меди и оксид никеля.
С целью определения размеров, формы и структуры исходные нанокомпозиты исследовались методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), электронной дифракции (ЭД), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и ИК спектроскопии.
Железо/углеродный нанокомпозит ^е/С НК) в основном представлен в виде пленочных наноструктур с включениями металла [6]. Частицы металлсодержащей фазы имеют шаровидную форму и находятся между слоями углеродных пленок, связаны с ними. Имеются и наноструктуры, близкие к сферической форме. Электронограммы в виде кольцевых рефлексов свидетельствует о наличии аморфной фазы в образце. Средний размер частиц, из которых состоят агрегаты - 17 нм.
Значительное количество частиц М/С нанокомпозитов имеет форму, близкую к сферической, однако имеются частицы вытянутой формы. В образцах присутствуют пленочные наноструктуры шаровидной формы с включениями наночастиц металла и его соединений [7]. Электронограмма в виде кольцевых рефлексов и точечных рефлексов свидетельствует о наличии как кристаллической, так и аморфной фазы в образце. Средний размер частиц - 11 нм.
Медь-углеродный нанокомпозит Си/С НК состоит из медных наночастиц и аморфных волокон углерода. Медные наночастицы ассоциированы с углеродными волокнами. Средний размер наночастиц меди составляет 15-25 нм [7]. Форма частиц различна, но мелкие частицы, как правило, имеют округлую форму, присутствуют монокристаллы в форме куба.
2. Фосфаты аммония
Фосфаты - соли и эфиры фосфорных кислот. Из солей различают ортофосфаты и полимерные (или конденсированные) фосфаты. Последние делят на полифосфаты, имеющие линейное строение фосфат-анионов, метафосфаты с кольцеобразным (циклическим) фосфат-анионом и ультрафосфаты с сетчатой, разветвленной структурой фосфат-аниона. Среди аммоний фосфатов наиболее известными являются: а) триаммонийфосфат ((ЫН4)3Р04 АР^, устойчивый только в водном растворе; б) полифосфаты аммония (ЫН4Р03)п АРРк Последний представляет собой -
Для прививки дополнительных функциональных групп к нанокомпозитам применялись фосфат аммония и полифосфат аммония. Фосфат аммония (МН4)3Р04 - бесцветное твердое вещество; при 30-40 °С разлагается с выделением МН3. Полифосфат аммония (ПФА) -неорганическая соль полифосфорной кислоты и аммония. Длина цепи данного олигомера может превышать 1000. Короткие и линейные цепи (п<100) являются более восприимчивыми к воде и менее термостойкими, чем более длинные цепи (п>1000), которые имеют очень низкую растворимость в воде (<0,1 г/100 мл). Свойства продукта: кристаллический порошок
белого цвета, размер частиц 8-15 мкм, содержание фосфора - 31-32 %, соде3ржание азота -14-15 %, содержание воды (Н20) < 0,25 %, плотность 1,7-1,9 г/см , температура разложения > 275 °С, значение рН (10% суспензия) - 6-8.
Квантово-химическое моделирование
Для определения возможности протекания реального процесса взаимодействия полифосфата аммония и наноструктур с помощью компьютерной программы Нурег^ет V. 6.03 были построены и оптимизированы модели, имитирующие процесс функционализации углеродных наноструктур.
Прививка функциональных групп осуществляется путем совместной механохимической обработки металл/углеродного нанокомпозита Ме/С НК и ПФА, поэтому в качестве модели реакции будет рассматриваться взаимодействие фрагмента Ме/С НК и фрагмента ПФА.
О о
О н Ос ф N
О р О си
Рис. 1. Моделирование процесса функционализации на примере медь/углеродного нанокомпозита: а) до геометрической оптимизации; б) после оптимизации
В результате расчета в молекуле ПФА изменяется расстояние между атомом кислорода и атомом азота (N-0"), оно варьируется в нескольких случаях с 1,36 до 2,21 А, что говорит о разрыве связей между кислородом и азотом с дальнейшим выделением №Нз. из реакционной массы. Расстояние между атомом фосфора и атомом кислорода (Р=0) увеличивается, что свидетельствует о переходе связи из (Р=О) в (Р+^О-) с дальнейшей ориентацией относительно кислорода высвобождающихся атомов водорода с поверхности графеновой плоскости (для связи (О-Н) расстояние меняется с 0,95 до 3,02 А) с дальнейшей возможностью образования (Р)0Н группы. Изменение конфигурации моделей молекул говорит о происходящих взаимодействиях.
Таким образом, квантово-химическое моделирование позволяет предположить возможность практического применения аммоний фосфатов для модификации нанокомпозита.
Методики исследования
Для анализа структуры нанокомпозитов в работе используются такие физико-химические методы исследования, как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и ИК-спектроскопия, определяется сорбционная способность нанокомпозитов.
1. Метод ИК спектроскопии. Для получения ИК спектров функционализированных нанокомпозитов и суспензий на основе спирта использовался ИК Фурье-спектрометр ФСМ 1201. Съемка велась в диапазоне волновых чисел 399-4500 см -1.
2. Методика определения сорбционной способности наноструктур. Сорбционная способность образцов определяется как процентное содержание адсорбированного вещества по отношению к начальной массе адсорбента. Для оценки сорбционной способности углеродных наноструктур параллельно проводили сорбцию с активированным углем, который использовали в качестве эталонного образца.
В качестве сорбата использовался спирт. Эффективность сорбции оценивали по степени извлечения:
Г = .100%,
ш1 - ш0
где ш0 - масса бюксы; ш1 - масса бюксы и порошка (начальная), ш2 - масса бюксы и порошка (конечная), Дш= ш2-ш1.
3. РФЭС. Для исследования состава и структуры, а также магнитного момента, функционализированных нанокомпозитов были приготовлены образцы нанопорошков для РФЭС-исследования. Рентгенофотоэлектронные спектры были получены на электронном спектрометре ЭМС-3.
4. Определение длины обугленной части образца материала после воздействия источника зажигания в течение 1,5 мин проведено на специально подготовленных пластинах, располагаемых в момент зажигания горизонтально.
Подготовка образцов для определения горючести покрытия
Образцы для испытания представляют собой пластины размером 150*15*3 (мм). Пластины состоят их пенополиэтилена и бумаги, скрепленных между собой фосфорсодержащим клеевым составом, модифицированным металл/углеродными нанокомпозитами, содержащими и не содержащими фосфор. Параллельно изготовляются контрольные образцы, представляющие собой пластины из пенополиэтилена и бумаги, скрепленные между собой клеем марки БФ-19, наполненным полифосфатом аммония таким образом, чтобы содержание фосфора в клее составляло 3, 4, 5 % от массы клея.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Взаимодействие нанокомпозитов с фосфатами аммония
Существует несколько способов прививки функциональных групп. По прочности связи процессы присоединения к наноструктурам делят на две группы: с образованием прочных ковалентных связей и без образования таких связей (за счет гидрофобного взаимодействия, образования водородных связей). Метод получения фосфорсодержащих металуглеродных нанокомпозитов заключается во взаимодействии предварительно полученных металл/углеродных нанокомпозитов с фосфатами аммония, в частности ПФА, в определенной рассчитанной пропорции. По результатам эксперимента оптимальной пропорцией для всех трех видов наноструктур является соотношение фосфата аммония (ФА) или ПФА к НК = 1:1. Взаимодействие ПФА с НК осуществляют в механической ступке по экспериментально установленному режиму с добавлением воды для лучшего перетирания. Затем образцы сушат в сухожаровом шкафу и подвергают исследованиям.
РФЭС. По данным РФЭС было установлено, что в некоторых случаях наноструктуры до модифицирования их фосфатами аммония имели в своем составе окислы не до конца восстановленных металлов, углеродная структура не была до конца сформирована (рис. 2). Прививка нанокомпозитам функциональных групп способствовала образованию большего количества связей, характерных для наноструктур, таких, как С-С, С-Ме, уменьшается количество связей С-Н. Ниже приведен РФЭС спектр и его анализ на примере Fe/C нанокомпозита (рис. 3).
В нанокомпозитах до модификации с ПФА процесс восстановления железа затруднен и выход нанопродукта незначителен. Активность восстановительного процесса возрастает, если добавить ПФА. В этом случае металл восстанавливается и происходит образование металл-углеродных наноструктур. После модификации на спектрах выражена связь С-Ме. Увеличивается магнитный момент образца, что также свидетельствует об улучшении структуры, так, например, магнитный момент железо/углеродного НК увеличился с 2,2 до 2,5 а никель/углеродного НК - с 1,8 до 3 причем у эталонного образца никеля был 0,6.
Рис. 2. Рентгеноэлектронный С^ спектр Ре/С нанокомпозита до модификации
Рис. 3. Рентгеноэлектронный С^ спектр Ре/С нанокомпозита после модификации
улучшению структура нанокомпозитов, функциональных групп,
Таким образом, модификация к восстановлению металлов, появлению дополнительных повышающих активность наноструктур в материалах.
ИК-спектроскопия. На рис. 4 показан ИК-спектр на примере медь/углеродного данным ИК обнаружено появление полос, соответствующих
нанокомпозита. По
фосфорсодержащим группам в области от 850 до 1250 см'
-1
Рис. 4. ИК-спектр модифицированных медь/углеродных нанокомпозитов (1) в сравнении с немодифицированными наноструктурами (2)
В ИК-спектре наблюдается при волновом числе 1500-1600 см-1 пик плоской деформации бензольного кольца, ^-электроны смещаются относительно плоскости, и бензольное кольцо искривляется в сторону фосфорильной группы, входящей в состав полифосфата аммония. При сравнении ИК-спектров образцов следует отметить, что интенсивность поглощения на спектре фосфорилированного (1) образца гораздо больше (почти в 2 раза) по сравнению со спектром образца, не содержащего фосфор, что может свидетельствовать о росте активности нанокомпозита.
0,6
0,2
0,0
Сорбционная способность к спирту. Этиловый спирт является хорошим растворителем для некоторых фенольных клеев, поэтому полученные образцы проверялись на сорбционную способность паров этилового спирта.
Сорбционное исследование модифицированных образцов проводилось относительно угля и наноструктур, не модифицированных ПФА (рис. 5).
Данные сорбционного исследования показали, что лучшая сорбци-онная способность наблюдается у модифицированных образцов. В случае фосфорсодержащего Си/С нано-композита сорбционная способность составила через 120 ч максимум ~40 %, а сорбционная способность образца, не содержащего фосфор через то же время ~7 % (через 20 ч максимум - 20 %). Сорбционная способность может свидетельствовать о степени активности нанопродукта в процессах модификации полимерных материалов.
Рис. 5. Диаграмма сорбции паров этилового спирта медь/углеродными нанокомпозитами, модифицированными ПФА, в сравнении с сорбцией угля немодифицированных
образцов
2. Получение тонкодисперсных суспензий нанокомпозитов
Перед непосредственной модификацией различных видов материалов необходима подготовка нанокомпозитов. Наиболее выгодным и актуальным решением согласно литературным источникам [1] является использование тонкодисперсных суспензий нанопродуктов. Они обеспечивают равномерное распределение нанодисперсного модификатора по объему модифицируемого материала.
Жидкая среда должна выбираться в соответствии с составом модифицируемого материала, чтобы не нарушать процессов структурирования и не играть роль дополнительных включений в нем. Таким образом, для каждого материала жидкие среды должны быть либо основным связующим, либо разбавителем. Согласно литературным данным одним из лучших растворителей для клея марки БФ-19 является этиловый спирт, который и будет выбран жидкой средой суспензии.
Методика получения суспензии на спирте состоит в совместной механической обработке нанокомпозита и этилового спирта по выбранному режиму и последующей его обработке в ультразвуковой ванне (экспериментально установленное время обработки -10 мин). Необходимая концентрация наноструктур в суспензии выбиралась исходя из объема спирта и варьировалась от 0,001 до 0,1 %.
ИК-спектр спиртовой суспензии нанокомпозита. Фосфорилированные нанокомпозиты вводились в спиртовую среду. При этом конечное содержание наноструктур по массе составило 0,001 %. Данные суспензии исследовались на ИК-Фурье-спектрометре (рис. 6).
Исследование показало, что ИК-спектр спиртовой суспензии на основе Си/С НК(Р) более схож с ИК-спектром этилового спирта, но полосы особенно в области от 1200 до 1700 отличаются по интенсивности и соотношению между собой в связи с присутствием фосфорильных групп в нанокомпозите.
Изменения ИК-спектра по интенсивности поглощения свидетельствуют о наличии в составе суспензии нанокомпозита. Все предыдущие исследования [8,9] свидетельствуют об увеличении активности композиции при включении в ее состав наноструктур, что ведет к улучшению заданных свойств и характеристик композиции.
0 500 1000 1500 2000 2500 2643.8 3000 3500 4000
Рис. 6. ИК-спектр спиртовой суспензии, содержащей медь/углеродные фосфорсодержащие нанокомпозиты
3. Модификация клея марки БФ-19 тонкодисперсными суспензиями металл/углеродных нанокомпозитов, в том числе фосфорсодержащих.
Клей БФ-19 предназначен для склеивания металлов, керамики, стекла, дерева и ткани горячим методом, а также для монтажного склеивания картона, пластиков, кожи и тканей холодным методом. Состав клея: органический растворитель, синтетическая смола (фенолформальдегидные смолы новолачного типа), синтетический каучук.
При модификации клеевой композиции на первом этапе был изготовлен состав, представляющий собой смесь спиртовой суспензии (этиловый спирт + Me/C НКмодиф) и ПФА. Параллельно подготовлены смеси, содержащие этиловый спирт, Me/C НК и ПФА, этиловый спирт и ПФА. Второй этап представляет собой непосредственную модификацию клеевой композиции посредством введения в клей БФ-19 подготовленных фосфорсодержащих смесей.
4. Метод испытания образцов на горючесть. В ходе исследования влияния ^/С нанокомпозитов на горючесть полимерных покрытий на основе фенолформальдегидных смол (ФФС) с целью выбора оптимального состава наноструктур были определены длины обугленных частей образцов при зажигании их в течение 1,5 мин.
Состав покрытия образцов: Клей марки БФ-19 + ПФА
Для сравнения полученных показателей горючести покрытий изготовлены и испытаны три образца.
Данные испытаний показали, что длина обугленного участка образцов, содержащих ПФА (APPh) и подверженных воздействию горелки в течение 1,5 мин, может достигать примерно 8,5 см при содержании фосфора в образце 3 %.
При увеличении содержания фосфора до 5 % длина обугленной части образца уменьшилась в 1,3 раза (табл. 1).
Таблица 1
Результаты испытаний образцов, содержащих ПФА
№ образца Состав образца Содержание фосфора, % Время зажигания, мин Длина обугленной части образцов, мм
1 ПФА 5 1,5 65,33
2 ПФА 4 1,5 82
3 ПФА 3 1,5 84,67
Среднее значение 77,33
Испытания контрольных образцов подтвердили закономерность, что с увеличением содержания фосфора в композиции длина обугленной части образцов уменьшается. Состав покрытия образцов: Клей марки БФ-19 + ПФА + Си/С НК чист Следующим шагом было испытание образцов, содержащих в своем составе нанокомпозиты, не содержащие фосфор. Среднее значение длины обугленной части образцов составило 21,81 мм. Исходя из результатов испытаний (табл. 2), можно сделать вывод, что включение нанокомпозита заметно снижает горючесть материала (в 3,5 раза).
Таблица 2
Результаты испытаний образцов
№ образца Состав образца Содержание фосфора, % Содержание НК, % Время зажигания, мин Длина обугленной части образцов, мм
4 Си/С НК чист + ПФА 5 0,00025 1,5 15,33
5 Си/С НК чист + ПФА 4 0,0002 1,5 23,43
6 Си/С НК чист + ПФА 3 0,00015 1,5 26,66
Среднее значение 21,81
Состав покрытия образцов: Клей марки БФ-19 + ПФА + Си/С НК модиф Фосфорсодержащие образцы Си/С НК имели показатели испытаний на горючесть лучше, чем образцы с ПФА и образцы, содержащие ПФА и Си/С НК чист. Длина обугленной части образцов была меньше в среднем на 3 мм. Среднее значение длины обугленной части образцов составило 18,89 мм (табл. 3). Таким образом, можно сделать вывод, что включение фосфорилированного нанокомпозита снижает горючесть материала в большей степени, чем нефосфорилированного нанокомпозита.
Таблица 3
Результаты испытаний образцов
№ образца Состав образца Содержание фосфора, % Содержание НС, % Время зажигания, мин Длина обугленной части образцов, мм
7 Си/С НК модиф + ПФА 5 0,00025 1,5 14,67
8 Си/С НК модиф + ПФА 4 0,0002 1,5 16,67
9 Си/С НК модиф + ПФА 3 0,00015 1,5 25,33
Среднее значение 18,89
Из приведенных данных по результатам испытаний следует, что включение в состав клеевой композиции нанокомпозита заметно снижает горючесть материала. Длина обугленной части образцов, модифицированных нанокомпозитами, в среднем в 4,1 раза меньше по сравнению с аналогичным параметром образцов, не содержащих нанокомпозиты. Результаты испытаний лучше у тех образцов, где в нанокомпозитах присутствуют фосфорильные группы (рис. 7).
Отслаивание покрытия после горения не наблюдается, т.е. у покрытия сохранились хорошие адгезионные свойства даже после испытания на горючесть.
При модификации вспучивающего клеевого состава наноструктурами происходит структурирование материала с образованием кристаллических участков. В свою очередь, такое структурирование под влиянием наносистем приводит к увеличению физико-механических характеристик, включая их стабильность как к высоким, так и к низким температурам.
ПФА Си/СНКччст Cu/C НК модиф
+ПФА +ПФА
Рис. 7. Диаграмма длин обугленных участков образцов в зависимости от содержания фосфора в композиции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Взаимодействие нанокомпозитов с полифосфатом аммония приводит к прививке к ним фосфорильных групп, что позволило использовать данные нанокомпозиты для модификации вспучивающихся огнезащитных покрытий.
Проведено исследование сорбционной способности функционализированных нанокомпозитов. Установлено, что сорбционная способность фосфорилированных наноструктур выше, чем у нанокомпозитов, не содержащих фосфор. Поскольку сорбционная способность свидетельствует о степени активности нанопродукта, можно сделать вывод о повышении активности нанокомпозита в присутствии активной среды и модификатора (полифосфата аммония).
Исследованы ИК-спектры суспензий нанокомпозитов на основе спирта. Установлено, что изменения ИК-спектра по интенсивности поглощения свидетельствуют о наличии в составе суспензии источника возбуждений. Сделано предположение, что таким источником увеличения интенсивности полос в ИК спектрах суспензий являются наноструктуры.
Проведена модификация клеевых покрытий металл/углеродным нанокомпозитом. Установлено, что включение в состав клея нанокомпозита заметно снижает горючесть материала. Результаты испытаний лучше у тех образцов, где присутствуют фосфорилированные нанокомпозиты. При введении в клеевой состав фосфорсодержащего нанокомпозита при реакции горения на поверхности образца образуется пенококс. Отслаивание покрытия после горения не наблюдается, т.е. у покрытия сохранились хорошие адгезионные свойства даже после испытания на горючесть.
Фосфорилирование поверхности нанокомпозитов позволяет улучшить структуру нанокомпозита, повышает их активность в различных жидких средах, что ведет к увеличению влияния на модифицируемый материал. Модификация полученными нанокомпозитами покрытий в конечном итоге ведет к повышению их огнестойкости и физико-химических характеристик.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кодолов В.И., Хохряков Н.В. Химическая физика процессов формирования и превращений наноструктур и наносистем / в 2 томах. Ижевск : Изд-во ИжГСХА, 2009. Т.1 (365 с), Т.2 (415 с).
2. Булгаков В.К., Кодолов В.И., Липанов А.М. Моделирование горения полимерных материалов. М. : Химия, 1990. 238 с.
3. Шуклин С.Г., Кодолов В.И., Ларионов КИ. и др. Физико- химические процессы в модифицированных двухслойных огне- и теплозащитных эпоксиполимерах при воздействии на них огневых источников // Физика горения и взрыва. 1995. Т.31, №2. С.73-79.
4. Глебова, Н.В. Нечитайлов А.А. Функционализация поверхности многостенных углеродных нанотрубок // Письма в ЖТФ, 2010. Т.36, вып. 19. С. 12-15.
5. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены : учеб. пособие для студентов вузов. М. : Университетская книга. Логос, 2006. 376 с.
6. Кодолов В.И., Васильченко Ю.М., Ахметшина Л.Ф. и др. Способ получения углеродных металлсодержащих наноструктур // Патент РФ № 2393110. 2010.
7. Кодолов В.И., Кодолова В.В. (Тринеева), Семакина Н.В. и др. Способ получения углеродных наноструктур из органического соединения и металлсодержащих веществ // Патент РФ № 2337062. 2008.
8. Ахметшина Л.Ф., Коренева Е.Ю., Кодолов В.И. и др. Взаимодействие наноструктур с силикатными композициями // Нанотехника. 2010, №3 (23). С.13-16.
9. Ахметшина Л.Ф., Кодолов В.И., Терешкин И.П. и др. Влияние углеродных металлсодержащих наноструктур на прочностные свойства бетонных композитов // Нанотехнологии в строительстве (электронный журнал). 2010. №6. С.35-46.
THE FUNCTIONALIZATION OF METAL/CARBON NANOCOMPOSITES FOR IMPROVEMENT OF FIRE-RESISTANT COATINGS PROPERTIES
uAkhmetshina L.F, 'Lebedeva G.A., 1,2,3Kodolov V.Iv.
'Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia 2Izhevsk Electromechanical Factory «Kupol», Izhevsk, Russia
3BRHEC of Chemical Physics and Mesoscopy, Udmurt Scientific Center of RAS, Izhevsk, Russia
SUMMARY. The article presents data to improve the quality of nanocomposites and suspensions based on them by their modification of ammonium phosphates. According to the research results the introduction of phosphorus to nanostructures leads to a more complete metal reduction, nanostructure improvement, the appearance of additional functional groups that enhance the quality of the suspensions based on nanocomposites. The introduction of nanostructures, including modified ammonium phosphates, in the adhesive composition decrease flammability of the material, which will use the composition as flame retardants.
KEYWORDS: metal/carbon phosphorus-containing nanocomposites, functionalization, graft, ammonium polyphosphate, fine-dispersed suspension, flammability, intumescent coatings.
Ахметшина Лилия Фаритовна, аспирант, инженер-технолог ОАО «ИЭМЗ «Купол», e-mail: [email protected]
Лебедева Галина Анатольевна, аспирант ИжГТУ, тел. (3412) 58-24-38
Кодолов Владимир Иванович, доктор химических наук, профессор, директор НОЦ химической физики и мезоскопии УдНЦ УрО РАН, главный специалист ОАО «ИЭМЗ «Купол», е-mail: [email protected]
