Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Деревинно-полімерний композит на основі стирену і тріетокси(вінілфенетил)силану

Omar Mukbaniani1,2, Jimsher Aneli2, Tamara Tatrishvili1,2 Eliza Markarashvili1,2, Levan Londaridze2, Nikoloz Kvinikadze1,2, Lizi Kakalashvili2
Affiliation: 
1 Ivane Javakhishvili’ Tbilisi State University, Department of Macromolecular Chemistry, I. Chavchavadze Ave., 1, Tbilisi 0179, Georgia. 2 Institute of Macromolecular Chemistry and Polymeric Materials, Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, University St., 13, Tbilisi 0186, Georgia. tamar.tatrishvili@tsu.ge
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht17.01.035
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf909.54 KB

Keywords:

Abstract: 
Сьогодні отримання екологічно чистих де¬ревинних композиційних матеріалів є одним із головних за¬вдань. Карбамідо-, феноло- і меламіноформальдегідні смоли, які використовують сьогодні, шкідливі для організму лю¬дини і мають тривалу дію. Тому заміна цих та інших смол безпеч-ними в’яжучими речовинами є однією з головних проб¬лем. Ме-тою цієї роботи було отримання та дослідження екологічно безпечних деревинно-полімерних композитів (декін¬гів) на основі нової екологічно безпечної в'яжучої речовини, поси-люючого агенту тріетокси(вінілфенетил)силану та сти¬рену (in-situ полімеризація) з наповнювачем із соснової тирси та гідро¬ксидом алюмінію як антиоксидантом. На основі тріетокси (вінілфенетил)силану, стирену та тирси методом гарячого пресування за різних температур і співвідношень викорис¬то¬вуваних компонентів у присутності антиоксиданту отримано деревинно-полімерні композити – декінги. Виконано морфо¬логічне дослідження поверхні декінгів за допомогою оптичної мікроскопії, сканувальної електронної мікроскопії (СЕМ) та енергодисперсійного рентгенівського мікроаналізу. Визначено водопоглинання, температуру розм'якшення за Віка, міцність на згин і ударну в'язкість. Крім того, з викорис¬танням тирси як імпрегнувального та армувального агента та гідроксиду алюмінію як антиоксиданту отримано деревинно-полімерні композити (ДПК) методом гарячого пресування за різних температур. Морфологічне дослідження поверхні отри¬маних композитів здійснювали методами оптичної мікроскопії та сканувальної електронної мікроскопії, енергодисперсійного рентгенівського мікроаналізу. Водопоглинання композитів, межу текучості за вигину, ударну в’язкість і температуру розм’якшення визначали за методом Віка. Отримані компо¬зити характеризуються вищими фізико-механічними власти-востями та водопоглинанням.
References: 

[1] Morrell, J.J. Wood-Based Building Components: What Have We Learned? Int. Biodeterior. Biodegradation 2002, 49, 253-258. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(02)00052-5
[2] Hristov, V.N.; Lach, R.; Grellmann, W. Impact Fracture Behavior of Modified Polypropylene/Wood Fiber Composites. Polym. Test. 2004, 23, 581-589. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2003.10.011
[3] Nygard, P.; Tanem, B.S.; Karlsen, T.; Brachet, P.; Leinsvang, B. Extrusion-Based Wood Fibre–PP Composites: Wood Powder and Pelletized Wood Fibres – A Comparative Study. Compos. Sci. Technol. 2008, 68, 3418-3424. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.09.029
[4] Colom, X.; Carrasco, F.; Pagès, P.; Cañavate, J. Effect of Different Treatments on the Interface of HDPE/Lignocellulosic Fiber Composites. Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 161-169. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(02)00248-8
[5] Iulianelli, G.; Tavares, M.B.; Luetkmeyer, L. Water Absorption Behavior and Impact Strength of PVC/Wood Flour Composites. Chem. Chem. Technol. 2010, 4, 225-229. https://doi.org/10.23939/chcht04.03.225
[6] Park, J.T.; Seo, J.A.; Ahn, S.H.; Kim, J.H.; Kang, S.W. Surface Modification of Silica Nanoparticles with Hydrophilic Polymers. J. Ind. Eng. Chem. 2010, 16, 517-522. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2010.03.030
[7] Sun, X.L.; Fan, Z.P.; Zhang, L.D.; Wang, L.; Wei, Z.J.; Wang, X.Q.; Liu, W.L. Superhydrophobicity of Silica Nanoparticles Modified with Polystyrene. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 2308-2312. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.09.094
[8] Hou, W.; Wang, Q. Wetting Behavior of a SiO2–Polystyrene Nanocomposite Surface. J. Colloid Interface Sci. 2007, 316, 206-209. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.07.033
[9] Tianbin, W.; Yangchuan, K. Preparation of Silica–PS Composite Particles and their Application in PET. Eur. Polym. J. 2006, 42, 274-285. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2005.08.002
[10] Morales, G.; van Grieken, R.; Martín, A.; Martínez, F. Sulfonated Polystyrene-Modified Mesoporous Organosilicas for Acid-Catalyzed Processes. Chem. Eng. J. 2010, 161, 388-396. https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.01.035
[11] Dey, P.; Rajora, V.K.; Jassal, M.; Agrawal, A.K. A Novel Route for Synthesis of Temperature Responsive Nanoparticles. J. Appl. Polym. Sci. 2011, 120, 335-344. https://doi.org/10.1002/app.33133
[12] Liu, P.; Su, Z. Preparation of Polystyrene Grafted Silica Nanoparticles by Two-Steps UV Induced Reaction. J. Photochem. Photobiol. A. 2004, 167, 237-240. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2004.05.030
[13] Pérez, L.D.; López, J.F.; Orozco, V.H.; Kyu, T.; López, B.L. Effect of the Chemical Characteristics of Mesoporous Silica MCM‐41 on Morphological, Thermal, and Rheological Properties of Composites Based on Polystyrene. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 111, 2229-2237. https://doi.org/10.1002/app.29245
[14] Maas, J.H.; Cohen Stuart, M.A.; Sieval, A.B.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E.J.R. Preparation of Polystyrene Brushes by Reaction of Terminal Vinyl Groups on Silicon and Silica Surfaces. Thin Solid Films 2003, 426, 135-139. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(03)00033-6
[15] Liu, P.; Liu, W.M.; Xue, Q.J. In Situ Radical Transfer Addition Polymerization of Styrene from Silica Nanoparticles. Eur. Polym. J. 2004, 40, 267-271. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2003.10.003
[16] Chevigny, C.; Gigmes, D.; Bertin, D.; Jestin, J.; Boue, F. Polystyrene Grafting from Silica Nanoparticles via Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP): Synthesis and SANS Analysis with the Contrast Variation Method. Soft Matter. 2009, 5, 3741-3753. https://doi.org/10.1039/B906754J
[17] Laruelle, G.; Parvole, J.; Francois, J.; Billon, L. Block Сopolymer Rafted-Silica Particles: A Core/Double Shell Hybrid Inorganic/Organic Material. Polymer 2004, 45, 5013-5020. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.05.030
[18] Liu, C.-H.; Pan, C.-Y. Grafting Polystyrene onto Silica Nanoparticles via RAFT Polymerization. Polymer 2007, 48, 3679-3685. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2007.04.055
[19] Wang, Y.-P.; Pei, X.-W.; He, X.-Y.; Yuan, K. Synthesis Of Well-Defined, Polymer-Grafted Silica Nanoparticles via Reverse ATRP. Eur. Polym. J. 2005, 41, 1326-1332. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.12.010
[20] Bratychak, M.; Bratychak, M. Jr.; Brostow, W.; Shyshchak, O. Synthesis and Properties of Peroxy Derivatives of Epoxy Resins Based on Bisphenol A: Effects of the Presence of Boron Trifluoride Etherate. Mater. Res. Innov. 2002, 6, 24-30. https://doi.org/10.1007/s10019-002-0157-7
[21] Iatsyshyn, O.; Astakhova, O.; Shyshchak, O.; Lazorko, O.; Bratychak, M. Monomethacrylate Derivative of ED-24 Epoxy Resin and its Application. Chem. Chem. Technol. 2013, 7, 73-77. https://doi.org/10.23939/chcht07.01.073
[220] Hubner, E.; Allgaier, J.; Meyer, M.; Stellbrink, J.; Pyckhout-Hintzen, W.; Richter, D. Synthesis of Polymer/Silica Hybrid Nanoparticles Using Anionic Polymerization Techniques. Macromolecules 2009, 43, 856-867. https://doi.org/10.1021/ma902213p
[23] Nguyen, M.N.; Bressy, C.; Margaillan, A. Synthesis of Novel Random and Block Copolymers of tert-Butyldimethylsilyl Methacrylate and Methyl Methacrylate by RAFT Polymerization. Polymer 2009, 50, 3086-3094. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2009.04.075
[24] Agudelo, N.A.; Perez, L.D.; Lopez. B.L. A Novel Method for the Synthesis of Polystyrene-Graft-Silica Particles Using Random Copolymers Based on Styrene and Triethoxyvinylsilane. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 8581-8586. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.05.021
[25] Kvinikadze, N.; Londaridze, L; Zedgenidze, A.; Dzidziguri, D.; Mukbaniani, O. Wood Polymer Composites on the Basis of New Coupling Agent. Abstracts of Communications of 7th International Caucasian Symposium on Polymers & Advanced Materials, Tbilisi, Georgia, 2021, 27-30 July, p. 60. https://icsp7.tsu.ge/data/file_db/icsp7/abstracts_21.07icsp7.pdf
[26] Swanson, N. Polybutadiene Graft Copolymers as Coupling Agents in Rubber Compounding. Ph.D. Thesis, Akron University, USA, 2016.
[27] Essential Testing of Flexural Properties of Plastics and Polymers. ISO 178, 2019.
[28] Liu, C.; Tanaka, Y.; Fujimoto Y. Viscosity Transient Phenomenon during Drop Impact Testing and Its Simple Dynamics Model. World J. Mech. 2015, 5, 33-41. https://doi.org/10.4236/wjm.2015.53004
[29] Aneli, J.; Shamanauri, L.; Markarashvili, E.; Tatrishvili, T.; Mukbaniani. O. Polymer-Silicate Composites with Modified Minerals. Chem. Chem. Technol. 2017, 11, 201-209. https://doi.org/10.23939/chcht11.02.201
[30] Aneli, J.; Mukbaniani, O.; Markarashvili, E.; Zaikov, G.; Klodzinska, E. Polymer Composites on the Basis of Epoxy Resin with Mineral Fillers Modified by Tetraetoxysilane. Chem. Chem. Technol. 2013, 67, 141-145. https://doi.org/10.23939/chcht07.02.141
[31] Mukbaniani, O.; Brostow, W.; Hagg Lobland, H.E.; Aneli, J.; Tatrishvili, T.; Markarashvili, E.; Dzidziguri, D.; Buzaladze, G. Composites Containing Bamboo with Different Binders. Pure Appl. Chem. 2018, 90, 1001-1009. https://www.degruyter.com/ document/doi/10.1515/pac-2017-0804/html

[32] Mukbaniani, O.; Brostow, W.; Aneli, J.; Markarashvili, E. Tatrishvili, T.; Buzaladze, G.; Parulava, G. Sawdust Based Composites. Polym. Adv. Technol. 2020, 31, 2504-2511. https://doi.org/10.1002/pat.4965
[33] Fernández-Jiménez, A.; Palomo. A. Mid-Infrared Spectroscopic Studies of Alkali-Activated Fly Ash Structure. Microporous Mesoporous Mater. 2005, 86, 207-214. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2005.05.057
[34] Mukherjee, S.; Srivastava, S.K. Minerals Transformations in Northeastern Region Coals of India on Heat Treatment. Energy Fuels 2006, 20, 1089-1096. https://doi.org/10.1021/ef050155y
[35] Kalogeras, I.M.; Hagg Lobland, H.E. The Nature of the Glassy State: Structure and Transitions. J. Mater. Ed. 2012, 34, 69-94.