Научная статья на тему 'ИК спектроскопическое исследование структуры эпоксидной композиции, модифицированной медь/углеродным нанокомпозитом, и процессов, связанных с ее модификацией'

ИК спектроскопическое исследование структуры эпоксидной композиции, модифицированной медь/углеродным нанокомпозитом, и процессов, связанных с ее модификацией Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
742
123
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОКОМПОЗИТ / ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИН / МОДИФИКАЦИЯ / СУСПЕНЗИЯ / ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ / ИНФРАКРАСНЫЙ СПЕКТР / ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ / NANOCOMPOSITE / POLYETHYLENPOLYAMINE / MODIFICATION / SUSPENSION / EPOXY COMPOSITION / INFRARED SPECTRUM / RELATIVE INTENSITY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Чашкин Максим Анатольевич, Тринеева Вера Владимировна, Вахрушина Марина Александровна, Захаров Андрей Иванович, Кодолов Владимир Иванович

В статье приведены результаты исследования процессов модификации и структуры модифицированной медь/углеродным нанокомпозитом эпоксидной композиции. Отмечено, что колебания медь/углеродного нанокомпозита приводят к возбуждению аминных групп полиэтиленполиамина и его самоорганизации. Отверждение эпоксидной смолы суспензией медь/углеродного нанокомпозита на основе полиэтиленполиамина позволяет улучшить эксплуатационные характеристики модифицированной эпоксидной композиции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Чашкин Максим Анатольевич, Тринеева Вера Владимировна, Вахрушина Марина Александровна, Захаров Андрей Иванович, Кодолов Владимир Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IR SPECTOSCOPIC INVESTIGATIONS OF STRUCTURE EPOXY COMPOSITIONS MODIFIED BY COPPER/CARBON NANOCOMPOSITE AND PROCESSES ASSOCIATE WITH MODIFICATION

In the paper are brought results of the investigations of the processes of the modification and structures of epoxy composition modified by copper/carbon nanocomposite. It's noted, that fluctuations of the copper/carbon nanocomposite bring about excitement of the groups of polyethylene polyamine and its selforganization. Polymerization of epoxy resin by suspension of copper/carbon nanocomposite on base polyethylene polyamine allows to perfect the performance of modified epoxy composition.

Текст научной работы на тему «ИК спектроскопическое исследование структуры эпоксидной композиции, модифицированной медь/углеродным нанокомпозитом, и процессов, связанных с ее модификацией»

КЛАСТЕРЫ, КЛАСТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И МАТЕРИАЛЫ

УДК 543.422.3-74

ИК СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЭПОКСИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ МЕДЬ/УГЛЕРОДНЫМ НАНОКОМПОЗИТОМ, И ПРОЦЕССОВ, СВЯЗАННЫХ С ЕЕ МОДИФИКАЦИЕЙ

1’2’3ЧЛШКИН М.А., 1,2,3,4ТРИНЕЕВА ВВ., 3ВАХРУШИНА М.А., 3ЗАХАРОВ А.И., 1,2,3КОДОЛОВ В.И.

Научно-образовательный центр химической физики и мезоскопии УдНЦ УрО РАН,

426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7

2Ижевский государственный технический университет, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7 3Ижевский электромеханический завод «Купол», 4260000, г. Ижевск, ул. Песочная, 3 4Институт механики УрО РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

АННОТАЦИЯ. В статье приведены результаты исследования процессов модификации и структуры модифицированной медь/углеродным нанокомпозитом эпоксидной композиции. Отмечено, что колебания медь/углеродного нанокомпозита приводят к возбуждению аминных групп полиэтиленполиамина и его самоорганизации. Отверждение эпоксидной смолы суспензией медь/углеродного нанокомпозита на основе полиэтиленполиамина позволяет улучшить эксплуатационные характеристики модифицированной эпоксидной композиции.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: нанокомпозит, полиэтиленполиамин, модификация, суспензия, эпоксидная

композиция, инфракрасный спектр, относительная интенсивность.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время одним из наиболее распространенных методов улучшения эксплуатационных характеристик полимерных материалов может считаться метод модификации полимерных композиций (ПК) наноструктурными добавками (НД).

Классификация НД довольно обширна и включает десятки наименований [1], но наиболее доступными и используемыми в практике модификации являются углеродные наноструктуры, начиная от фуллеренов в 1985 г. открытых Р. Керлом, Х. Кротто, Р. Смолли [2], углеродных нанотрубок открытых в 1991 г. Ииджимой [3], заканчивая различного рода металл/углеродными нанокомпозитами (НК) [4]. Наполненные металлом НК способны создавать устойчивые тонкодисперсные системы на основе органических веществ используемых в производстве ПК.

Целью данной работы является ИК спектроскопическое исследование модификации эпоксидной смолы тонкодисперсными суспензиями медь/углеродного НК на основе полиэтиленполиамина.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В связи с востребованностью на производстве эпоксидных клеев с улучшенными эксплуатационными характеристиками исследования велись на эпоксидных композициях. В качестве основы композиции использовалась эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 ГОСТ 10587-84, в качестве отвердителя полиэтиленполиамин (ПЭПА) ТУ 2413-35700203447-99. Модификация проводилась медь/углеродным НК производства ОАО «ИЭМЗ «Купол» г. Ижевск, представляющими собой наночастицы меди со средним размером 20 нм, ассоциированные с углеродными нанопленками [4]. При изготовлении суспензий медь/углеродного НК, контрольных и модифицированных образцов эпоксидных композиций использовались методы, описанные в работе [5]. При исследовании процессов модификации материалов НД можно использовать стандартные методы анализа полимеров [6]. Данный факт обусловлен тем, что НД используются ли они при больших концентрациях в качестве

армирующего нанонаполнителя или в сверхмалых количествах в качестве

структурообразователя, оказывают влияние на модифицируемую среду. По отклику модифицированной среды можно судить о происходящих в ее структуре изменениях.

Регистрацию ИК-спектров поглощения вели на ИК Фурье-спектрометре ФСМ 1201, управляемом программным обеспечением FSpec. Высушивание производили в муфельной печи ЭКПС 10, перетирание - в механической ступке RETSCH RM 200, взвешивание - на аналитических весах Ohaus АР-210 с точностью до четвертого знака, нанесение жидких образцов производили при помощи одноканального дозатора переменного объема, обработку ультразвуком - при помощи ультразвуковой ванны Сапфир модель УЗВ 28.

Регистрацию ИК-спектров проводили при следующих условиях: оптическое

разрешение 4 см-1, число сканирований - 20, диапазон волновых чисел 400 - 4000 см-1. Были зарегистрированы ИК-спектры: суспензий порошкообразных образцов медь/углеродного НК и медь/углеродного НК, механохимически активированного совместно с ПЭПА, предварительно просушенного при 250 °С до постоянной массы; жидких образцов ПЭПА, эпоксидной смолы и тонкодисперсных суспензий медь/углеродного НК на основе ПЭПА с концентрацией 0,01 % обработанных 0, 3, 7, 10, 15, 20, 30 мин ультразвуком; твердых образцов в виде пленки толщиной до 30 мкм, в том числе контрольных образцов содержащих 100 масс.ч. эпоксидной композиции, отвержденной 10 масс.ч. ПЭПА и модифицированных образцов содержащих 100 масс.ч. эпоксидной смолы, отвержденной 10 масс.ч. тонкодисперсной суспензии медь/углеродного НК на основе ПЭПА с концентрацией 0,05 %.

Порошкообразные образцы. В качестве спектра сравнения использовался ИК-спектр вазелинового масла. Порошкообразные образцы медь/углеродного НК и предварительно подготовленного механохимически активированного медь/углеродного НК перетирали в агатовой ступке с вазелиновым маслом. Полученные суспензии наносили тонким слоем на КВг стекла и снимали ИК-спектр. Предварительная подготовка осуществлялась путем совместного перетирания медь/углеродного НК с ПЭПА в массовом соотношении 1:1. Перетирание вели в течение 5 мин. Пастообразную массу помещали в открытый фарфоровый тигель и выпаривали до постоянной массы при 250 °С.

Жидкие образцы. В качестве спектра сравнения использовался ИК-спектр пустой ячейки разборной кюветы с КВг стеклами. Регистрацию ИК-спектров ПЭПА, эпоксидной смолы и тонкодисперсных суспензий медь/углеродного НК на основе ПЭПА с концентрацией 0,01 % после обработки ультразвуком в течение 0, 3, 7, 10, 15, 20, 30 мин, проводили, нанося образцы тонким слоем на КВг стекла.

Твердые пленочные образцы. В качестве спектров сравнения для контрольного образца эпоксидной композиции использовался ИК-спектр пустой ячейки разборной кюветы, для модифицированного образца - ИК-спектр контрольного образца. Пленки контрольных и модифицированных образцов были изготовлены путем нанесение жидких смесей эпоксидных композиций на полипропиленовые подложки с последующим отделение отвержденных образцов. С целью снижения вязкости и равномерности распределения отвердителей по объему, перед смешением эпоксидная смола нагревалась до 60 °С.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе работы было проведено исследование двух стадий изготовления эпоксидных композиций модифицированных медь/углеродным НК: стадии (I) подготовки

тонкодисперсной суспензии медь/углеродного НК на основе ПЭПА и стадии (II) модификации эпоксидной композиции холодного отверждения.

I. Подготовка тонкодисперсной суспензии медь/углеродного НК на основе ПЭПА. Данная стадия включала следующие стадии:

1. Процесс совместного перетирания медь/углеродного НК с ПЭПА;

2. Процесс ультразвуковой обработки суспензий медь/углеродного НК на основе ПЭПА.

1. Изготовление медь/углеродного НК механохимически активированного совместно с ПЭПА является аналогией процесса совместного перетирания при изготовлении суспензий НК, и позволяет определить наличие взаимодействия в поверхностных слоях медь/углеродного НК с ПЭПА.

Обзор работ [1, 7 - 13], содержащих данные по анализу инфракрасных и рамановских спектров однослойных, многослойных углеродных нанотрубок и фуллеренов, указывает на наличие у всех структур данного типа характерных полос в области соответствующей диапазону волновых чисел 1300 - 1600 см-1. Полосы области 1300 - 1350 см-1, относят к структурным дефектам углеродных нанотрубок, полосы в области 1500 - 1600 см-1 к колебаниям связей -С = С - стенок углеродных нанотрубок [7 - 11]. В случаях интеркалированного в полость углеродной нанотрубки атома азота стоит ожидать появление характерных полос в области 1200 - 1600 см-1 [11]. Полосы в области 1400 - 1460 см-1 могут быть отнесены к полосам характерным многослойным углеродным нанотрубкам [12] и фуллеренам [1], хотя ИК-спектры и тех и других могут иметь в наличии полосы в области 1570-1600 см-1 характерные колебаниям -С = С - [13]. В случае наличия координационного взаимодействия между атомами или кластерами металлов и углеродными слоями, наблюдается смещение полос характерных колебаниям связей -С = С - в область высоких частот [13, 14], что обусловлено перетеканием п-электронной плотности атомов углерода оболочки к металлу.

Вследствие того, что в работе рассматривается возможность адсорбции ПЭПА с образованием устойчивого комплекса при совместном перетирании с медь/углеродным НК, представляющим собой наночастицы, которые расположены в углеродной нанопленочной структуре, образованной углеродными нановолокнами ассоциированными с металлической фазой [4], то наиболее интересна в целях исследования область ИК-спектра с диапазоном волновых чисел 1000 - 1600 см-1. При анализе медь/углеродного НК в ИК-спектре (рис. 1, а) обнаружены полосы с волновыми числами 1375, 1462, 1595 см-1, с учетом обзора работ [1, 7 - 13] и особенностями строения медь/углеродного НК [4], данные полосы можно отнести к характерным частотам колебаний гексагонов, входящих в структуру углеродных нановолокон. При наличии координации углеродных нановолокон на кластеры меди, волновые числа характерных медь/углеродному НК полос смещены в область высоких частот. Полосы с волновыми числами 1375, 1462, 1595 см-1 характеризуют соединения являющиеся остовом медь/углеродного НК, в связи с чем, можно предположить, что колебания отдельных частиц НК не выйдут за пределы частот 1375 - 1595 см-1 и поэтому могут считаться собственными колебаниями, которые характеризуют поведение медь/углеродного НК в модифицируемой среде.

На ИК-спектре принадлежащем механохимически активированному медь/углеродному НК (рис. 1, б) выявлено наличие двух отсутствующих на ИК-спектре медь/углеродного НК полос с волновыми числами 1075 и 1268 см-1. Полоса 1075 см-1 принадлежит связям -С - N - в соединениях типа RCH2NH2, ее присутствие может быть обусловлено наличием

в исследуемом образце остатка ПЭПА, вступившего во взаимодействие с ассоциированными углеродными нановолокнами медь/углеродного НК. С учетом того, что авторы работы [11] относят полосу с волновым числом 1250 см-1 к интеркалированному в полость углеродной нанотрубки азоту, полосу 1268 см-1 можно отнести к азотсодержащим соединениям интеркалированным в межуглеродное пространство оболочки НК. Наличие таких соединений возможно, вследствие взаимодействия ПЭПА с углеродными нановолокнами медь/углеродного НК при их совместном перетирании. По данным источника [14] полосу 1268 см-1 можно отнести к связям -С - N - в соединениях ароматического типа ArNHR, вероятно, в нашем случае наличие такой полосы обусловлено наличием координационного взаимодействия азота ПЭПА и углеродных нановолокон, что подтверждается снижением интенсивности полосы колебаний 1595 см-1 на ИК-спектре механохимически активированного медь/углеродного НК (рис. 1, б).

Рис. 1. ИК-спектры (а) медь/углеродного НК и (б) медь/углеродного НК механохимически активированного совместно с ПЭПА

2. В процессе ультразвуковой обработки суспензий медь/углеродного НК происходит разрушение агломератов НК и равномерное распределение частиц НК по объему дисперсионной среды. Для исследования данного процесса произведена регистрация ИК-спектров ПЭПА, суспензий медь/углеродного НК на основе ПЭПА с концентрацией 0,01 %, в том числе обработанных ультразвуком (рис. 2).

Рис. 2. ИК-спектры: ПЭПА (а) и суспензий медь/углеродного НК на основе ПЭПА концентрацией 0,01 % обработанных ультразвуком в течение 0 (б), 3 (в), 7 (г), 10 (д), 15 (е), 20 (ж), 30 (з) мин

В ИК-спектрах суспензий медь/углеродного НК наблюдается изменение интенсивностей полос ИК-спектра. Наиболее значительные изменения относятся к полосам характерным колебаниям аминных групп, поэтому были рассчитаны относительные значения пиковых интенсивностей (/1) именно этих полос (табл. 1).

Значения относительных пиковых интенсивностей определялись по следующей формуле: 11 = /0//, где /0 - пиковая интенсивность полосы, определенная от нулевой линии ИК-спектра, / - пиковая интенсивность, определенная от базовой линии полосы.

Анализ данных табл. 1 свидетельствует о том, что при увеличении времени обработки суспензий НК ультразвуком до 15 мин включительно относительные пиковые интенсивности полос суспензий НК в сравнении с полосами ПЭПА изменяются в пределах 3 %. При достижении времени обработки ультразвуком 20 мин наблюдается рост относительных пиковых интенсивностей полос 1457 и 1596 см-1, соответствующих деформационным колебаниям аминных групп на 18 и 55 %, соответственно. Дальнейшее увеличение времени ультразвуковой обработки ведет к снижению относительных пиковых интенсивностей.

Таблица 1

Значения относительных пиковых интенсивностей

V, см-1 ПЭПА Время обработки, мин

0 3 7 10 15 20 30

1457 1,086 1,124 1,118 1,126 1,119 1,110 1,290 1,091

1596 1,135 1,210 1,196 1,212 1,197 1,189 1,770 1,140

Данные относительных пиковых интенсивностей коррелируют с ранее полученными данными оптических плотностей [5], в частности при 20 мин обработке суспензий медь/углеродного НК ультразвуком оптическая плотность достигает максимального значения, а при увеличении времени обработки снижается. Повышение значений оптической плотности соответствует уменьшению размера частиц медь/углеродного НК и увеличению равномерности распределения их по объему ПЭПА. Вследствие чего можно сказать, что степень влияния НК на модифицируемую среду напрямую зависит от размера и равномерности распределения частиц НК по объему модифицируемой среды.

Стоит отметить, что ИК-спектр суспензии, обработанной ультразвуком в течение 20 мин, качественно отличается от остальных. Полосы, соответствующие валентным колебаниям аминных групп смещены в область низких частот: полоса характерная симметричным валентным колебаниям смещена на 7 см-1, для ассиметричных - на 4 см-1. Смещения частот полос валентных колебаний аминных групп ПЭПА может быть следствием увеличения силы координационного взаимодействия между атомом азота и металлом медь/углеродного НК [15]. Возможность образования координационных связей данного типа ранее подтверждена в работе [5] квантово-химическим моделированием. Рост силы координационного взаимодействия при длительной обработке ультразвуком обусловлен сближением реакционных центров «атома азота ПЭПА и атома меди медь/углеродного НК» за счет уменьшения размеров агломератов частиц НК.

Сопоставление анализа результатов ИК-спектров (рис. 2) и табл.1 с данными источников [5, 14, 15] свидетельствует, что рост пиковых интенсивностей наблюдаемый в ИК-спектре (рис. 2) вызван влиянием частиц НК. Частицы НК вносят в ПЭПА возмущения соответствующие интервалу волновых чисел 1375-1595 см-1 (рис. 1). В связи с тем, что в данном интервале частот лежат деформационные колебания аминных групп ПЭПА 1457 и 1596 см-1, возможен эффект резонанса частот собственных колебаний частиц НК и деформационных колебаний аминных групп ПЭПА. При введении медь/углеродного НК в ПЭПА на ИК-спектре наблюдается изменения относительных пиковых интенсивностей, но наиболее ярко выражены изменения относительных пиковых интенсивностей аминных групп, колебания которых по частоте близки частотам собственных колебаний частиц

медь/углеродного НК. Вероятно, за счет этого эффекта влияние сверхмалой доли медь/углеродного НК распространяется по всему объему дисперсионной среды, что приводит к переориентации и самоорганизации молекул ПЭПА.

II. Этап модификации эпоксидной композиции холодного отверждения.

1. Проведено ИК исследование жидкой эпоксидной смолы и процесса ее отверждения ПЭПА (рис. 3)

Рис. 3. ИК-спектры: (а) эпоксидного олигомера; (б) эпоксидного олигомера отвержденного ПЭПА

Анализ ИК-спектра эпоксидного олигомера (рис. 3, а) подтверждает наличие характерных полос, например, полосы деформационных, валентных асимметричных и симметричных колебаний эпоксидных групп (832, 915 и 1250 см-1, соответственно), валентных симметричных и асимметричных колебаний связей = С - О - С (1036, 1255 см-1, соответственно), серии полос, относящихся к колебаниям метильной и метиленовой групп -деформационным (1350 - 1470 см-1) и валентным (2873 - 2969 см-1), колебаниям ароматического кольца (1582, 1608 см-1), колебания гидроксильных групп (3490 см-1) [16]. Из данного набора для оценки реакций отверждения эпоксидных олигомеров используются полосы 832, 920, 3490 см-1. Полоса симметричных колебаний эпоксидных групп (1250 см-1) перекрывается наиболее интенсивной полосой симметричных колебаний связи = С - О - С (1255 см-1) [16], поэтому оценивалась полуширина полосы 1255 см-1. В связи с тем, что реакция полимеризации эпоксидной смолы аминами идет с расщеплением эпоксидного кольца при взаимодействии с водородом аминных групп ПЭПА, снижение интенсивности полос 832, 920 см-1 и сужение полосы 1255 см-1 в ИК-спектре отвержденной ПЭПА композиции (рис. 3, б) закономерно и свидетельствует о раскрытии эпоксидного кольца с образованием гидроксильной группы, что видно по увеличению интенсивности полосы 3490 см-1 характерной гидроксильной группе. Наличие полос характерных эпоксидным группам в ИК-спектре композиции отвержденной ПЭПА без НК (рис. 3, б) свидетельствует о неполноте реакции полимеризации, что является возможным. Сдвиг и увеличение полуширины полосы относящейся к гидроксильным группам свидетельствует об ассоциации данных групп вследствие образования между ними водородных связей.

2. Для регистрации ИК-спектра «вычитания» модифицированной композиции (рис. 4) в качестве образца сравнения использован ИК-спектр отвержденной ПЭПА эпоксидной смолы (рис. 3, б).

На ИК-спектре «вычитания» отмечен рост пиковых интенсивностей всех полос характерных для отвержденных эпоксидных олигомеров, что, вероятно, связано с увеличением густоты сшивок и уплотнением структуры модифицированной композиции.

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 2900 3000

Рис. 4. ИК-спектр «вычитания» эпоксидной композиции модифицированной

медь/углеродным НК

Увеличение густоты сшивок подтверждается результатами термогравиметрических исследований и исследованиями адгезионной прочности модифицированных композиций [5]. В ходе термогравиметрического исследования зафиксировано увеличение температуры начала термодеструкции модифицированной композиции, что говорит об увеличении количества связей в композиции, образовавшихся в ходе ее отверждения в присутствии медь/углеродного НК. При исследовании адгезии определена точка максимальной адгезионной прочности, соответствующая содержанию медь/углеродного НК в модифицированной композиции 0,003 %. Превышение данной концентрации ведет к снижению адгезии, что обусловлено увеличением сшитости сетки модифицированной композиции и образованием микротрещин.

Рост плотности структуры композиции ведет к увеличению содержания групп характеризующих вещество в исследуемом объеме, но на ИК-спектре «вычитания» отсутствуют полосы характерные эпоксидным группам, что говорит об отсутствии данных групп в модифицированной композиции. Данный факт свидетельствует о том, что введение суспензии медь/углеродного НК на основе ПЭПА в эпоксидную смолу повышает степень конверсии эпоксидных групп эпоксидной матрицы и способствует ее полному отверждению.

ВЫВОДЫ

В процессе совместного перетирания медь/углеродный НК и ПЭПА образуется устойчивый комплекс, что обусловлено наличием между компонентами координационного взаимодействия. Это позволяет изготавливать суспензии с высокой эксплуатационной устойчивостью.

Обработка суспензий медь/углеродного НК ультразвуком значительно снижает количество агломератов частиц НК, позволяет равномерно распределить частицы НК по объему ПЭПА, тем самым повышает степень их влияния на ПЭПА. При этом возможно образование координационного взаимодействия азота аминных групп с металлом медь/углеродного НК, которое приводит к росту подвижности атома водорода ПЭПА, что оказывает влияние на полноту полимеризации эпоксидной композиции.

При полимеризации эпоксидной смолы суспензией медь/углеродного НК отверждение происходит с высокой конверсией эпоксидных групп. Частицы НК способствуют самоорганизации и уплотнению структуры эпоксидной композиции, что приводит к улучшению ее эксплуатационных характеристик.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кодолов В.И., Хохряков Н.В. Химическая физика процессов формирования и превращений наноструктур и наносистем [Электронный ресурс]. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2008. 704 с. 1 электрон. Опт. Диск.(CD-ROM).

2. Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C. et al. C60: Buckminsterfullerene // Nature. 1985. V. 318, № 6042. С. 162-163.

3. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature, 1991. V. 354, № 6348. С. 56-58.

4. Кодолов В.И., Ковязина О.А., Тринеева В.В. и др. О производстве металлуглеродных нанокомпозитов, водных и

органических тонкодисперсных суспензий на их основе. URL: http://www.kupol.ru/system/files/

o_proizvodstve_metalluglerodnyh_nanokompozitov_vodnyh_i_organicheskih_tonkodispersnyh_suspenziy_na_ih_osnove.pdf (дата обращения 31.01.2012).

5. Чашкин М.А., Кодолов В.И., Захаров А.И. и др. Квантово-химические и экспериментальные исследования процессов модификации эпоксидных композиций металл/углеродными нанокомпозитами // Химическая физика и мезоскопия. 2011. Т. 13, № 4. С.520-529.

6. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров : учеб. пособие. Казань : Изд-во КГТУ, 2002. 604 с.

7. Miller G., Kintigh J., Kim E. et al. Hydrogenation of Single-Wall Carbon Nanotubes Using Polyamine Reagents: Combined Experimental and Theoretical Study // Journal of the American Chemical Society. 2008. V. 130. P. 2296-2303.

8. Mawhinney D., Naumenko V., Kuznetsova A. et al. Infrared Spectral Evidence for the Etching of Carbon Nanotubes: Ozone Oxidation at 298 K // Journal of the American Chemical Society. 2000. V. 122. P. 2383-2384.

9. Maiyalagan T., Viswanathan B. Template synthesis and characterization of well-aligned nitrogen containing carbon nanotubes // Materials Chemistry and Physics. 2005. V. 93. P. 291-295.

10. Kim U., Furtado C., Liu X. et al. Raman and IR Spectroscopy of Chemically Processed Single-Walled Carbon Nanotubes // Journal of the American Chemical Society. 2005. V. 127. P. 15437-15445.

11. Misra A., Tyagi P.K., Misra D.S. FTIR Studies of Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes // Diamond and Related Materials. 2005. V. 15. С. 385-388.

12. Kastner J., Pichler T., Kuzmany H. et al. Resonance Raman and infrared spectroscopy of carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 1994. V. 221. P. 53-58.

13. Кочканян Р.О., Нечитайлов М.М., Заритовский А.Н. Синтез и строение сверхструктурных координационных комплексов фуллерена С60 с атомами железа и никеля // Электронный журнал «Молекулярные технологии». 2010. Т. 4.1. С. 44-69. URL: http://www.niipa.ru/journal/articles/4.1-4.pdf (дата обращения 31.01.2012).

14. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М. : Высшая школа, 1971. 264 с.

15. Накамото К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / пер. с англ. М. : Мир, 1991. 536 с.

16. Плиев Т.Н. Молекулярная спектроскопия : в 5-ти томах. Владикавказ : Иристон, 2002. Т.4. 758 с.

IR SPECTOSCOPIC INVESTIGATIONS OF STRUCTURE EPOXY COMPOSITIONS MODIFIED BY COPPER/CARBON NANOCOMPOSITE AND PROCESSES ASSOCIATE WITH MODIFICATION

1,2,3Chashkin M.A., 1,2,3,4Trineeva V.V., 2Vahrushina M.A., 2Zaharov A.I., 1,2,3Kodolov V.I.

'High Educational Center of Chemical Physics and Mesoscopy Udmurt Scientific Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia

2Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia 3Izhevsk Electromechanical Plant «Kupol», Izhevsk, Russia

4Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia

SUMMARY. In the paper are brought results of the investigations of the processes of the modification and structures of epoxy composition modified by copper/carbon nanocomposite. It’s noted, that fluctuations of the copper/carbon nanocomposite bring about excitement of the groups of polyethylene polyamine and its selforganization. Polymerization of epoxy resin by suspension of copper/carbon nanocomposite on base polyethylene polyamine allows to perfect the performance of modified epoxy composition.

KEYWORDS: nanocomposite, polyethylenpolyamine, modification, suspension, epoxy composition, infrared spectrum, relative intensity.

Чашкин Максим Анатольевич, аспирант ИжГТУ, инженер-технолог 3 кат. ИЭМЗ «Купол», тел. (3412) 48-00-04; e-mail: [email protected]

Тринеева Вера Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры химии и химической технологии ИжГТУ, научный сотрудник ИМ УрО РАН, главный специалист ИЭМЗ «Купол», e-mail: [email protected]

Вахрушина Марина Александровна, инженер-химик ИЭМЗ «Купол»

Захаров Андрей Иванович, начальник научно-экспериментальной лаборатории наноструктур ИЭМЗ «Купол»

Кодолов Владимир Иванович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и химической технологии ИжГТУ, главный специалист ИЭМЗ «Купол», тел.: (3412) 58-24-38; e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.