Модификация эпоксидных клеев


Свойства полимерных композиционных материалов сильно зависят от размеров частиц дисперсной фазы. В 1989 г. фирма «Тойота», применив диспергирование монтмориллонита в нейлон, разработала полимерно-глиняные композиты, которые представляют собой новый класс композиционных материалов. При содержании около 5% наночастиц глины, такие композиты позволяют улучшать механические и термические свойства при минимальном снижении ударных характеристик и почти той же плотности композита, что и у базового полимера. В случае нейлона предел прочности увеличивается на 100 - 500% и в два - три раза возрастает модуль упругости. Исходя из заявленных свойств, специалисты «Тойоты» считают, что применение таких нанокомпозиционных материалов будет перспективно в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Можно предположить, что введение наночастиц в полимерную матрицу позволит получать новые нанокомпозиты с улучшенными характеристиками.

pr1.JPG
Рис. 1. Зависимость сопротивления отслаивания F1 (а) и зависимость прочности на сдвиг F2 (б) от условий приготовления образца:
1 - контрольный образец, эпоксидный клей без наполнителя;
2 - эпоксидный клей + 5 % масс. нановолокон,
3 - эпоксидный клей + 10 % нановолокон

На рис. 1 представлены результаты исследований Eric N. Gilbert и др. из Лаборатории полимерных композитов (Университет Вашингтона, США) механических характеристик пленочных эпоксидных клеев, полученных смешиванием технических эпоксидных смол: Epon 828, Epon 836 и D.E.R. 661 и модифицированных наноструктурными частицами (нанолистами) оксигидроксида алюминия

Для отверждения системы использовался отвердитель Amicure CG 1400. К эпоксидным смолам добавлялись нановолокна и отвердитель, затем система перемешивалась в течение 15 минут при температуре 52 ºС. Испытания проводились при склеивании двух алюминиевых пластин (марка алюминия 2024-Т3, производства США), предварительно обезжиренных и загрунтованных грунтовкой для алюминия BR 6747-1. Клей помещался между пластинами, пластины зажимались при давлении 310 кПа. Отвердение клея происходило при температуре 177 ºС в течение 2 часов в печи. Скорость нагрева и охлаждения составляла 5 ºС/мин. Для каждого эксперимента использовали по пять образцов. Испытания прочности на сдвиг проводились на стенде Sintech в соответствии со стандартом Boeing 7202 при приложении нагрузки с постоянной поперечной скоростью 0,254 мм/мин. Испытания сопротивления отслаиванию также проводились на стенде Sintech в соответствии со стандартом 7206 тип I.

Сила отслаивания обоих образцов модифицированных нановолокнами была выше, чем у контрольного образца приблизительно на 30%, и практически не зависела от количества нановолокон (рис. 1, а).

Результаты исследований сопротивления сдвигу (рис. 1, б) показывают, что при добавлении в клей 5 % нановолокон испытуемый образец ведет себя идентично контрольному образцу. При увеличении массы нановолокон до 10% сопротивление сдвигу возросло приблизительно на 12%.

Результаты другого эксперимента по упрочнению эпоксидного клея наноструктурными частицами представлены на рис. 2 (данные получены группой д. х. н. В. Н. Лисецкого), на рисунке ЭП - эпоксидный клей, ОР - органический растворитель.
pr2.JPG
Рис. 2. Разрывные характеристики эпоксидной смолы:
0 -ЭП+ОР;
1-ЭП+ ОР+ нановолокна (агломерированные);
2 -ЭП+ ОР+нановолокна частично деагломерированные обработкой ПАВ

Из представленных результатов следует, что существенный эффект увеличения разрывной прочности наблюдается только при деагломерации нановолокон. Вероятно, это связано с плохим смачиванием клеем поверхности отдельных волокон в агломерате. По мнению исследователей одной из главных задач при создании полимеров, упрочненных нановолокнами, является их эффективная деагломерация.
Мы предлагаем нашим партнерам:
  • Индивидуальный подход к заказу
  • Научно-технологическое сотрудничество
  • Систему скидок
  • Доставку продукции
Новости
19 Мая 2020 КОМПАНИЯ «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» (ТОМСК, РФ) ИЗГОТАВЛИВАЕТ НАНОПОРОШКИ ОКСИДА МЕДИ И ЦИНКА С АНТИМИКРОБНЫМ ДЕЙСТВИЕМ
КОМПАНИЯ «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» (ТОМСК, РФ) ИЗГОТАВЛИВАЕТ НАНОПОРОШКИ ОКСИДА МЕДИ И ЦИНКА С АНТИМИКРОБНЫМ ДЕЙСТВИЕМ

Пандемия коронавируса COVID-19 показала, что существует неотложная потребность в эффективных мерах по предотвращению распространения вирусных инфекций различных нозологий. Последние случаи вспышек вируса атипичной пневмонии, птичьего гриппа, гриппа H1N1, и наконец, коронавируса COVID-19 показали, что высокоэффективные бытовые технические средства, позволяющие прервать пути  распространения инфекций, отсутствуют. На данный момент известно, что есть два главных пути передачи вирусов. Во-первых, это воздушно-капельный механизм передачи инфекции, во-вторых, это контакт человека с зараженными поверхностями.
В настоящее время для прерывания путей передачи вирусов в быту в качестве индивидуальных защитных средств используются маски, защищающие органы дыхания, перчатки и различные антисептики, которыми обрабатываются руки и окружающие предметы и поверхности.
Защитные маски позволяют уменьшить распространение респираторных вирусов, особенно при использовании в замкнутом пространстве или при тесном контакте с человеком с симптомами заражения [1, 2]. Однако сами маски также могут быть источником инфекции [3]. Маска примерно через два часа становится влажной и уже в ней начинают размножаться микроорганизмы. По мнению ВОЗ, маски не гарантируют защиты от COVID-19. Установлено, что эффективность хирургических масок даже самого высокого класса защиты FFP3 недостаточна (гриппом заражается не менее 23 % медицинских сестер, носивших хирургические маски класса FFP3).
Вирус COVID-19 передается не только воздушно-капельным, но и контактным путем, и может сохраняться на поверхностях до 72 часов. Поэтому другой стороной вышеуказанной проблемы является передача вирусов, в т.ч. COVID-19, в лечебных учреждениях через медицинскую одежду, постельное белье, корпуса медицинского оборудования и др.
Одним из путей решений вышеуказанных проблем является придание натуральным и искусственным, в т.ч. медицинским, материалам и поверхностям антисептических свойств, например, с помощью биоцидных наночастиц. Волокна, импрегнированные биоактивными наночастицами, проявляют биоцидные свойства – антибактериальные, противогрибковые, противовирусные [4]. В большинстве современных исследований в области применения наночастиц для уничтожения патогеннов, основное внимание уделяется однокомпонентным наноматериалам (например, наночастицам оксида меди CuO, оксида цинка ZnO, серебра Ag). До недавнего времени серебро оставалось наиболее популярным материалом, который предлагался как эффективное антимикробное средство. Однако последние исследования показывают, что серебро при применении в действующих концентрациях оказывает цитотоксический эффект на клетки организма человека [5]. Кроме того серебро имеет высокую стоимость, что приведет к заметному увеличению цены конечной продукции. Поэтому сейчас основное внимание уделяется применению в качестве бактерицидных и противовирусных материалов наночастицам CuO и ZnO, которые практически малотоксичны для человека.
Например, импрегнация биоактивных наночастиц оксида меди в фильтрующий материал позволяет придать одноразовым респираторным маскам мощные биоцидные свойства без изменения их барьерных свойств [6]. При контакте с вирусом ионы меди вызывают массовое повреждение компонентов клеточной стенки, вирусных генов и ключевых белков [7].
Таким образом, с использованием нанопорошков оксидов меди и цинка, возможно разработать ряд продуктов, позволяющих прервать пути передачи вирусов в быту и в медицинских учреждениях – лицевых масок, одежды медицинского персонала, перчаток, больничных простыней, корпусов медицинского оборудования, контейнеры для хранения продуктов, клавиатуру компьютеров, корпуса мобильных телефонов и др.

Компания «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» может изготовить нанопорошки оксидов меди и цинка для разработки новых антимикробных материалов.

1.  Jefferson T, Foxlee R, Del Mar C, Dooley L, Ferroni E, et al. (2008) Physicalinterventions to interrupt or reduce the spread of respiratory viruses: systematicreview. BMJ 336: 77–80.
2. Jefferson T, Foxlee R, Del Mar C, Dooley L, Ferroni E, et al. (2007) Interventions for the interruption or reduction of the spread of respiratoryviruses. Cochrane Database Syst Rev 6207.
3. Zhiqing L. et al. Surgical masks as source of bacterial contamination during operative procedures //Journal of orthopaedic translation.2018; 14: 57-62.
4. Borkow, G. and Gabbay, J. (2004). Putting Copper into Action:Copper-impregnated Products with Potent Biocidal Activities, FASEB Jounal,18(14): 1728–1730.
5. Akter M. et al. A systematic review on silver nanoparticles-induced cytotoxicity: Physicochemical properties and perspectives //Journal of advanced research. – 2018. – Т. 9. – С. 1-16.
6. Gadi Borkow et al. A Novel Anti-Influenza Copper Oxide Containing Respiratory Face Mask // PLoS ONE, June 2010, Volume 5, Issue 6.
7. Borkow & Gabbay (2005) Copper as a biocidal tool. Current Medicinal Chemistry12:2163-75


ООО "ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
Адрес: 634055, Российская Федерация, Томск, проспект Академический, 8/8
Телефон/Факс: +7 (3822) 28-68-72 , 8-961-888-16-24
http://www.nanosized-powders.com

4 Апреля 2019 Компания «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» успешно выполнила работы по третьему этапу проекта «НТИ - Развитие» (www.fasie.ru)
На третьем этапе выполнения проекта разработаны методы изготовления гранулированных термопластичных материалов на основе микро- и наночастиц сплавов 03Х17Н14М3, Ti-Al, ВТ-6, ВНЖ-90 и Al2O3 (фидстоков) и исследованы их физико-химические характеристики. Для получения гранулированных материалов на основе микро- и наночастиц сплава 03Х17Н14М3 выбран комбинированный метод, включающий получение мелкого гранулята обработкой частиц со структурой ядро-оболочка раствором полимеров и совмещение мелкого гранулята с расплавом полимеров. Для получения гранулированных материалов на основе микро- и наночастиц сплавов ВТ-6, Ti-Al, ВНЖ-90 и Al2O3 выбран метод введения частиц ядро-оболочка в расплав полимеров. Определены режимы формования сложнопрофильных деталей из гранулированных материалов и исследованы их механические характеристики. Установлено, что по микротвердости, пределу прочности при растяжении и изгибе образцы сложнопрофильных деталей близки характеристикам соответствующих объемных материалов.
Разработка методов изготовления гранулированных материалов на основе микро- и наночастиц сплавов 03Х17Н14М3, Ti-Al, ВТ-6, ВНЖ-90 и Al2O3, а также литье под давлением сложнопрофильных деталей с требуемыми механическими характеристиками позволяет приступить к выполнению следующего этапа работ - разработке лабораторного технологического регламента получения гранул из частиц со структурой ядро-оболочка, наработке и исследованию гранулированных материалов. Проект выполняется при поддерже Фонда содействия инновациям (www.fasie.ru).