ТВЕРДОФАЗОВИЙ СИНТЕЗ ПОЛІАНІЛІНУ ТА КОМПОЗИТА КАОЛІН/ПОЛІАНІЛІН

U. Tsiko, M. Yatsyshyn, Yu. Kulyk, R. Serkiz, N. Pandyak

Анотація


Твердофазовим (механохімічним) синтезом за високого тиску отримано поліанілін і композит на основі поліаніліну та каоліну. Утворення композиту підтверджено рентгенофазовим, ІЧ–ФП-спектральним і термогравіметричним аналізами. Порівняно властивості синтезованих зразків поліаніліну і композита каолін/поліанілін. Структура отриманого поліаніліну є кристалічною і відповідає феназиноподібній структурі, а структура композита є аморфно-кристалічною з феназиноподібними кристалічними включеннями в структурі аморфної фази поліаніліну. З’ясовано, що між макромолекулами поліаніліну та частинками каоліну наявна слабка міжфазова взаємодія за допомогою водневих зв’язків. Морфологія поліаніліну композита є мікрогранульною, а композита – стрічковою. Електропровідність композита каолін/полі анілін є вищою за електропровідність зразка поліаніліну. Досліджено кінетику твердофазового синтезу під тиском і визначено, що як і хімічний синтез в розчині, твердофазовий синтез проходить через стадію індукційного періоду. За результатами дослідження запропоновано модель твердофазового синтезу поліаніліну і композита на основі каоліну та поліаніліну.

 

Ключові слова: твердофазовий синтез, каолін, поліанілін, композит, структура, морфологія.

Повний текст:

PDF

Посилання


MacDiarmid A. G. “Synthetic Metals”: A Novel Role for Organic Polymers (Nobel Lecture) // Angew. Chem. Int. Ed. 2001. Vol. 125. P. 11–22.

Яцишин М., Ковальчук Є. Поліанілін: хімічний синтез, механізм синтезу, структура і властивості, легування // Праці НТШ. 2008. Т. 21. С. 87–102.

Ковальчук Є., Яцишин М. Хімічний синтез наноструктурованого поліаніліну та його застосування // Праці НТШ. 2008. Т. 21. С. 108-122.

Ćirić-Marjanović G. Recent advances in polyaniline research: Polymerization mechanisms, structural aspects, properties and applications // Synth. Met. 2013. Vol. 177. P. 1–47.

Stejskal Ja., Riede A., Hlavata D. еt al. The effect polymerization temperature on molecular weight, crystallinity and electrical conductivity of polyaniline // Synth. Met. 1998. Vol. 96. P. 55–61.

Huang J., Moore J., Acquaye H., Kaner R. Mechanochemical Route to the Conducting Polymer Polyaniline // Macromol. 2005. Vol. 38. P. 317-321.

Посудієвський О. Ю., Гончарук О. А., Курись Я. І., Походенко В. Д. Електропровідні спряжені полімери і механохімічний спосіб їх одержання // Патент України № 79709, опубл. 10.07.2007. Бюл. № 10. 2007.

Zhou C.F., Du X.S., Liu Z., Mai Y.W. Solid phase mechanochemical synthesis of polyaniline branched nanofibers // Synth. Met. 2009. Vol. 159. Р. 1302–1307.

Posudievsky O., Goncharuk O., Barille R. еt al. Structure–property relationship in mechanochemically prepared polyaniline // Synth. Met. 2010. Vol. 160. Р. 462-467.

Gong J., Yu J., Chen Y., Qu L. Gas–solid phase method to synthesize polyaniline doped with heteropoly acid // Mater. Lett. 2002. Vol. 57. Р. 765– 770.

Yoshimoto S., Ohashi F., Kameyama T. Simple Preparation of Sulfate Anion-Doped Polyaniline-Clay Nanocomposites by an Environmentally Friendly Mechanochemical Synthesis Route // Macromol. Rapid Commun. 2004. Vol. 25. P. 1687–1691.

Bekri-Abbes I., Srasra E. Characterization and AC conductivity of polyaniline–montmorillonite nanocomposites synthesized by mechanical/chemical reaction // React. Funct. Polym. 2010. Vol. 70. P. 11-18.

Kalaivasan N., Shafi S. S. Synthesis of Various Polyaniline/Clay Nanocomposites Derived from Aniline and Substituted Aniline Derivatives by Mechanochemical Intercalation Method // E. J. Chem. 2010. Vol. 7(4). P. 1477–1483.

Яцишин М., Завіховська Н., Макогон В. та ін. Механохімічний синтез композитів поліанілін/глауконіт вмісний мінерал // Вісник Львів. ун-ту. Вип. 56. Сер. хім. 2015. Ч. 2. С. 388–398.

Яцишин М., Ціко У., Кулик Ю. та ін. Властивості механохімічно і хімічно синтезованих композитів каолін/поліанілін // Вісник Львів. ун-ту. Вип. 57. Сер. хім. 2016. Ч. 2. С. 451–461.

Яцишин М. М., Ціко У. В., Кіт Л. Я. Композитний матеріал на основі поліаніліну / Патент України на корисну модель № 113146. Заявка № u2016 08262, заявл. 26.07.2016. Опубл. 10.01.2017. Бюл. № 1. 2017.

Яцишин М. М., Ціко У. В. Спосіб механохімічного синтезу поліаніліну або композитного матеріалу на основі каоліну і поліаніліну / Патент України на корисну модель № 114302. Заявка № u201607810, заявл. 15.07.2016. Опубл. 10.03.2017. Бюл. № 5. 2017.

Liu Y. D., Fang F. F., Choi H. J. Silica nanoparticle decorated conducting polyaniline fibers and their electrorheology // Mater. Lett. 2010. Vol. 64. P. 154–156.

Яцишин М., Макогон В., Демченко П. та ін. Властивості композитів поліанілін/глауконіт, синтезованих у водних розчинах сульфатної кислоти // Вісник Львів. ун-ту. Вип. 56. Сер. хім. 2015. Ч. 2. С. 360–370.

Radoičić M., Ćirić-Marjanović G., Šaponjić Z. V. еt al. Structural and magnetic properties of nanocomposites based on nanostructured polyaniline and titania nanotubes // J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48. P. 5776–5787.

Ren L., Li K., Chen X. Soft template method to synthesize polyaniline microtubes doped with methyl orange // Polym. Bull. 2009. Vol. 63. P. 15–21.

Duboriz I., Pud A. Polyaniline/poly(ethylene terephthalate) film as a new optical sensing material // Sensor. Actuat. B-Chem. 2014. Vol. 190. P. 398–407.

Drury A., Chaure S., Kröll M. еt al. Fabrication and Characterization of Silver/Polyaniline Composite Nanowires in Porous Anodic Alumina // Chem. Mater. 2007. Vol. 19. P. 4252–4258.

Jiang J., Li L., Xua F. Polyaniline–LiNi ferrite core–shell composite: Preparation, characterization and properties // Mater. Sci. Engineer. A. 2007. Vol. 456. P. 300–304.

Yang D., Lu W., Goering R. Investigation of polyaniline processibility using GPC/UV.vis analysis // Synth. Met. 2009. Vol. 159. P. 666–674.

Sonawane Y. S., Kulkarni M. V., Kale B. B., Aiyer R. C. Electrical and humidity sensing properties of synthesized hydrophosphoric acid doped polyaniline // Polym. Adv. Technol. 2008. Vol. 19. P. 60–65.

Shimano J. Y., MacDiarmid A. G. Polyaniline, a dynamic block copolymer: key toattaining its intrinsic conductivity // Synth. Met. 2001. Vol. 123. P. 251–262.

Tursun A., Zhang X.-G., Ruxangul J. Comparative studies of solid-state synthesized polyaniline doped with inorganic acids // Mater. Chem. Phys. 2005. Vol. 90. P. 367–372.

Binitha N., Sugunan S. Polyaniline/Pillared Montmorillonite Clay Composite Nanofibers // J. Appl. Polym. Sci. 2008. Vol. 107. P. 3367−3372.

Nascimento G., Marcia L. Structure of polyaniline formed in different inorganic porous materials: A spectroscopic study // Eur. Polym. J. 2008. Vol. 44. P. 3501−3511.

Liu P. Preparation and characterization of conducting polyaniline/silica nanosheet composites // Curr. Op. Sol. Stat. Mater. Sci. 2008. Vol. 12. P. 9−13.

Duran N., Karakışla M., Aksu L., Saçak M. Conducting polyaniline/kaolinite composite: Synthesis, characterization and temperature sensing properties // Mater. Chem. Phys. 2009. Vol. 118. P. 93−98.

Blinova N. V., Trchova M., Stejskal Jа. The polymerization of aniline at a solution–gelatin gel interface // Eur. Polymer J. 2009. Vol. 45. P. 668–673.

Milojević-Rakić M., Janošević A., Krstić J. еt al. Polyaniline and its composites with zeolite ZSM-5 for efficient removal of glyphosate from aqueous solution // Micropor. Mesopor. Mater. 2013. Vol. 180. P. 141–155.

Sreedhar B., Radhika P., Neelima B. еt al. Synthesis and characterization of polyaniline: nanospheres, nanorods, and nanotubes – catalytic application for sulfoxidation reactions // Polym. Adv. Technol. 2009. Vol. 20. Р. 950–958.

Zhang Z., Wan M., Wei Y. Highly Crystalline Polyaniline Nanostructures Doped with Dicarboxylic Acids // Adv. Funct. Mater. 2006. Vol. 16. P. 1100–1104.

Yatsyshyn M., Saldan I., Milanese C. еt al. Properties of Glauconite/Polyaniline Composite Prepared in Aqueous Solution of Citric Acid // J. Polym. Environm. 2016. Vol. 24. P. 196–205.

Yatsyshyn M., Makogon V., Reshetnyak O. еt al. Properties of the hybrid glauconite/polyaniline composites synthesized in the aqueous citrate acid solutions // Chem. Chem. Technol. 2016. № 4. P. 429-435.

Yoshimoto S., Ohashi F., Ohnishi Y., Nonami T. Synthesis of polyaniline–montmorillonite nanocomposites by the mechanochemical intercalation method // Synth. Met. 2004. Vol. 145. P. 265-270.

Shishkanova T. V., Matějka P., Král V. et al. Optimization of the thickness of a conducting polymer, polyaniline, deposited on the surface of poly(vinyl chloride) membranes: A new way to improve their potentiometric response // Аnal. Chim. Acta. 2008. Vol. 624. P. 238–246.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.