СИНТЕЗ ТА ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИТІВ ЦЕЛЮЛОЗА/ПОЛІАНІЛІН, ДОПОВАНИЙ ЦИТРАТНОЮ КИСЛОТОЮ

A. Sukhara, O. Vereshchagin, М. Yatsyshyn

Анотація


Синтезовано та досліджено властивості композитів целюлоза/поліанілін, допований цитратною кислотою. Композити целюлоза/поліанілін отримували хімічним окисненням аніліну амоній пероксодисульфатом у водному 0,5 М розчині цитратної кислоти за наявності целюлози ТМ Лінтерс 1058. Співвідношення (г : г) анілін : амоній пероксодисульфат становило 1,0 : 2,5, а співвідношення анілін : целюлоза (г : г) в реакційних сумішах становило 1,0 : 0,1 або 1,0 : 0,25, або 1,0 : 0,5, або 1,0 : 0,75, 1,0 : 1,0, або 1,0 : 2,5. Властивості композитів целюлоза/поліанілін та поліаніліну, допованого цитратною кислотою, досліджували за допомогою рентгенівської, інфрачервоної з Фур’є перетворенням спектроскопій. З’ясовано, що целюлоза та утворений поліанілін у композитах мають аморфну структуру. Між поверхневими групами целюлози і поліаніліну існує міжфазова взаємодія завдяки утворенню водневого зв’язку. Питома електропровідність отриманих матеріалів суттєво перевищує електропровідність целюлози і становить 0,13×10–3–1,61×10–3 См·cм–1.

 

Ключові слова: поліанілін, целюлоза, цитратна кислота, композити, структура, властивості.


Повний текст:

PDF

Посилання


Guimard N. K., Gomez N., Schmidt C. E. Conducting polymers in biomedical engineering // Prog. Polym. Sci. 2007. Vol. 32. P. 876–921. DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2007.05.012

Ćirić-Marjanović G. Recent advances in polyaniline research: Polymerization mechanisms, structural aspects, properties and applications // Synth. Met. 2013. Vol. 177. P. 1–47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.06.004

Yatsyshyn М., Кoval’chuk E. Polyaniline: Chemical synthesis, mechanism of reactions, structure and properties, doping // Proc. Sevchenko Sci. Soc. Chem. Biochem. 2008. Vol. 21. P. 87–102 (in Ukrainian).

Кoval’chuk E., Yatsyshyn М., Dumantchuk N. Chemical synthesis of the nanostructurized polyaniline and its applications // Proc. Sevchenko Sci. Soc. Chem. Biochem. 2008. Vol. 21. P. 108–122 (in Ukrainian).

Pud A., Ogurtsov N., Korzhenko A., Shapoval G. Some aspects of preparation methods and properties of polyaniline blends and composites with organic polymers // Prog. Polym. Sci. 2003. Vol. 28. P. 1701–1753. DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2003.08.001

Hnizdiukh Yu. A., Yatsyshyn M. M., Reshetnyak O. V. Surface Modification of Polymeric Materials by Polyaniline and Application of Polyaniline/Polymeric Composites // Computational and Experimental Analysis of Functional Materials.  Toronto, New Jersey: Apple Academic Press, CRC Press (Taylor & Francis Group). 2017. Ch. 12. Р. 423–472.

Mo Z.-L., Zhao Z.-L., Chen H. et al. Heterogeneous preparation of cellulose–polyaniline conductive composites with cellulose. activated by acids and its electrical properties // Carbohyd. Polym. 2009. Vol. 75. P. 660–664. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.09.010

Mokhothua T. H., John M. J. Review on hygroscopic aging of cellulose fibres and their biocomposites // Carbohydrate Polym. 2015. Vol. 131. P 337–354. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.06.027

Planès J., Wolter A., Cheguettine Y. et al. Transport properties of polyaniline-cellulose-acetate blends // Phis. Rev. B. 1998. Vol. 58, No. 12. P. 7774–7785. DOI: https://doi.org/S0163-1829~98!01235-1

Finkenstadt V. L. Natural polysaccharides as electroactive polymers // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2005. Vol. 67. P. 735–745. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-005-1931-4

Lyu S., Chang H., Fu F. et al. Cellulose-coupled graphene/polypyrrole composite electrodes containing conducting networks built by carbon fibers as wearable supercapacitors with excellent foldability and tailorability // J. Power Sources. 2016. Vol. 327. P. 438–446. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.07.091

Joffre T., Wernersson E.L.G., Miettinen A. et al. Swelling of cellulose fibres in composite materials: Constraint effects of the surrounding matrix // Composit. Sci. Technol. 2013. Vol. 74. P. 52–59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.10.006

Stejskal J., Trchova M., Sapurina I. Flame-Retardant Effect of Polyaniline Coating Deposited on Cellulose Fibers // J. Appl. Polym. Sci. 2005. Vol. 98. P. 2347–2354. DOI: https://doi.org/10.1002/app.22144

Banerjee P. Electrically conductive interpenetrating network composites of polyaniline and carboxymethylcellulose // Eur. Polym. J. 1998. Vol. 34, No. 10. P. 1557–1560. DOI: https://doi.org/10.1016/S0014-3057(98)00002-0

Ebrahim Sh. M., Kashyout A. B., Soliman M. M. Electrical and structural properties of polyaniline/cellulose triacetate blend films // J. Polym. Res. 2007. Vol. 14. P. 423–429. DOI: https://doi.org/10.1007/s10965-007-9125-7

Stejskal J., Trchová M., Kovářová J. et al. Polyaniline-coated cellulose fibers decorated with silver nanoparticles // Chem. Papers. 2008. Vol. 62 (2). P. 181–186. DOI: https://doi.org/10.2478/s11696-008-0009-z

Borsoi C., Zattera A. J., Ferreira C. A. Effect of cellulose nanowhiskers functionalization with polyaniline for epoxy coatings // Appl. Surf. Sci. 2015. Vol. 364. P. 124–132. DOI: http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.12.140

Yang С., Chen C., Pan Y. et al. Flexible highly specific capacitance aerogel electrodes based on cellulose nanofibers, carbon nanotubes and polyaniline // Electrochim. Acta. 2015. Vol. 182. P. 264–271. DOI: https://doi.org//10.1016/j.electacta.2015.09.096

Bober P., Kovářová J., Pfleger J. et al. Twin carbons: The carbonization of cellulose or carbonized cellulose coated with a conducting polymer, polyaniline // Carbon. 2016. Vol. 109. P. 836–842. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2016.08.06

Valente A. J. M., Burrows H. D., Lobo V. M. M. Sorption of sodium dodecyl sulfate by polyaniline–cellulose acetate polymeric blends as seen by UV–vis spectroscopy // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 2006. Vol. 275. P. 221–227. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.10.020

Meijerink M. G. H., Strike D. J., de Rooij N. F., Koudelka-Hep M. Reproducible fabrication of an array of gas sensitive chemoresistors with commercially available // Sens. Actuatоrs. 2000. Vol. 68(1–3). P. 331–334. DOI: https://doi.org/S0925-4005-00.00453-6

Subramania A., Devi S. L. Polyaniline nanofibers by surfactant-assisted dilute polymerization for supercapacitor applications // Polym. Adv. Technol. 2008. Vol. 19. P. 725–727. DOI: https://doi.org/10.1002/pat.1016

Kelly F. M., Johnston J. H., Borrmann T., Richardson M. J. Functionalised Hybrid Materials of Conducting Polymers with Individual Fibres of Cellulose // Eur. J. Inorg. Chem. 2007. P. 5571–5577. DOI: https://doi.org/10.1002/ejic.200700608

Casado U. M., Quintanilla R. M., Aranguren M. I., Marcovich N. E. Composite films based on shape memory polyurethanes and nanostructured polyaniline or cellulose–polyaniline particles // Synt. Met. 2012. Vol. 162. P. 1654–1664. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2012.07.020

Ye J. R., Zhai S., Gu Z. J. et al. Electro-synthesis and characterization of polyaniline nanofibers // Mater. Lett. 2014. Vol. 132. P. 377–379. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.06.149

Hong C.-H., Ki S.-J., Jeon J.-H. et al. Electroactive bio-composite actuators based on cellulose acetate nanofibers with specially chopped polyaniline nanoparticles through electrospinning // Composit. Sci. Technol. 2013. Vol. 87. P. 135–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2013.08.006

Yatsyshyn M., Makogon V., Demchenko P. at al. The properties of composites of polyaniline/glauconite synthesized in aqueous solution of sulfuric acid // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2015. Vol. 55. Pt. 2. P. 360–370 (in Ukrainian).

Yatsyshyn M., Lytvyn Yu., Makogon V. at al. Synthesis and properties of composites of glauconite/doped citrate acid polyaniline // Proc. Sevchenko Sci. Soc. Chem. Biochem. 2015. Vol 42. P. 72–85 (in Ukrainian).

Yatsyshyn M., Saldan I., Milanese C. et al. Properties of Glauconite/Polyaniline Composite Prepared in Aqueous Solution of Citric Acid // J. Polym. Environm. 2016. Vol. 24. P. 196–205. DOI: https://doi.org/10.1007/s10924-016-0763-x

Yatsyshyn M., Makogon V., Reshetnyak O. et al. Properties of the hybrid glauconite/polyaniline composites synthesized in the aqueous citrate acid solutions // Chem. Chem. Technol. 2016. No. 4. P. 429435. DOI: https://doi.org/10.23939/chcht10.04.429

Chen W., Yu H., Liu Y. Preparation of millimeter-long cellulose I nanofibers with diameters of 30–80 nm from bamboo fibers // Carbohydrate Polym. 2011. Vol. 86. P. 453–461. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.04.061

Yin J., Xia X., Xiang L. et al. The electrorheological effect of polyaniline nanofiber, nanoparticle and microparticle suspensions // Smart Mater. Struct. 2009. Vol. 18 095007 (11pp). DOI: https:/doi.org/10.1088/0964-1726/18/9/095007

Stetsiv Yu., Halushchak І., Yatsyshyn М., Serkiz R. Properties of polyaniline films deposited in situ of cellulose acetate substrate // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2016. Vol. 57. Pt. 2. P. 418−431 (in Ukrainian).

Abdiryim T., Xiao-Gang Z., Jamal R. Comparative studies of solid-state synthesized polyaniline doped with inorganic acids // Mater. Chem. Phys. 2005. Vol. 90. P. 367–372. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2004.10.036




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.5902.414

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.