Теплові та механічні властивості сумішей PVDFPANI
РЕГУЛЯРНІ СТАТТІ
Теплові та механічні властивості сумішей PVDF/PANI
Луїс Франциско Мальмонж I, *; Simone do Carmo Langiano I; Жоао Маноель Маркес Кордейру I; Луїс Енріке Каппареллі Маттозо II; Хосе Антоніо Мальмонж I
I Departamento de Física e Química, Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista - UNESP, Campus Ilha Solteira, CEP 15385-000, Ilha Solteira, SP, Бразилія
II Національний лабораторій нанотехнологій для Агронегосіо, Embrapa Instrumentação Agropecuária, CP 741, CEP 13560-970, Сан-Карлос, SP, Бразилія
Полі (вініліденфторид)/поліанілінові суміші різного складу були синтезовані хімічною полімеризацією аніліну в суміші Полі (фторид вінілідену) та N, N-диметилформаміду та досліджена їх термічна та механічна поведінка як функція рівня легування поліаніліну та композиція з використанням термогравіметричного аналізу, диференціальної скануючої калориметрії, динамічного механічного аналізу та методів випробувань на розтяг. Результати показали, що отримана суміш представляє хорошу термостабільність з низькою втратою ваги до 300 ºC, призначену для випаровування води та розчинників. Вміст PANI у суміші не впливає на температуру переходу скла та температуру плавлення, що свідчить про те, що полімери не змішуються. Виготовлені фільми мають хорошу стійкість; однак присутність провідного полімеру в суміші збільшує міцність на розрив і модуль Юнга, водночас зменшуючи подовження при розриві, порівняно з чистим PVDF.
Ключові слова: PVDF, поліанілін, суміш PVDF/PANI, термічна властивість
1. Вступ
2. Експериментальний
2.1. Синтез
2.2. Вимірювання
Термогравіметричний аналіз (TGA) проводили на обладнанні Netzch STA 409 в діапазоні температур від 25 до 700 ºC при швидкості нагрівання 10 ºC/хв та атмосфері N2. Аналіз диференціальної скануючої калориметрії (DSC) проводили на обладнанні TA Instruments MDSC 2920 в діапазоні температур від 0 до 300 ºC при швидкості нагрівання 10 ºC/хв в атмосфері N2. Динамічний механічний аналіз (DMA) проводили за допомогою аналізатора TA Instruments DMA Q800 V7.0. Вимірювання проводили від -80 ºC до 80 ºC при швидкості нагрівання 2 ºC/хв під дією N2 та постійною частотою 1,0 Гц. Випробування на деформацію проводились із застосуванням обладнання EMIC DL 300 при кімнатній температурі та швидкості деформації 13 мм/хв з використанням комірки 100 Н та початкового розділення захватів 23,4 мм. Зразки являли собою смужки, вирізані з тонкого аркуша відповідно до специфікацій стандарту ASTM D882-95a. Для кожного складу зразків тестували п’ять зразків.
3. Результати та обговорення
Модуль зберігання (E ') і коефіцієнт втрат (tan δ = E "/ E') як функція температури для PVDF показані на рисунку 8. Крива tan δ має пік приблизно -40 ºC, який був призначений до температури склування 44. Це пов’язано з сильним зниженням модуля зберігання в цій області. Результати DMA, отримані для відведених сумішей PVDF/PANI з 12, 22,4 і 30 мас. (%) PANI, можна побачити в Рисунок 9. Присутність PANI в суміші не змінила температуру склування, що вказує на те, що компоненти суміші не змішуються, що узгоджується з результатами, отриманими DSC.
4. Висновки
На закінчення наші результати суміші PVDF/PANI показали кращу термостійкість, ніж провідний полімер. На температуру плавлення кристалітів PVDF та його склування не впливає компонент PANI, що свідчить про те, що полімери не змішуються. Присутність ПАНІ в суміші збільшує міцність на розрив і модуль Юнга в порівнянні з чистим ПВДФ. З іншого боку, суміш стає більш крихкою, таким чином збільшуючи рівень легованого ПАНІ.
Подяка
Автори висловлюють подяку за фінансову підтримку, яку надають Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) і Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
1. Ян CY, Cao Y, Smith P та Heeger AJ. Морфологія сумішей поліаніліну та полі (метилметакрилату), оброблених провідним розчином. Синтетичні метали. 1993; 53: 293-391. [Посилання]
2. Ван П, Тан КЛ, Кан ЕТ та Нео КГ. Отримання та характеристика напівпровідних полі (вініліденфторид)/поліанілінових сумішей мембран. Прикладна наука про Surfarce. 2002; 193: 36-45. [Посилання]
3. Малмонж Л.Ф. та Маттозо ЛХК. Електроактивні суміші похідних полі (вініліденфториду) та поліаніліну. Полімер. 1995; 36: 245-249. [Посилання]
4. Barra GMO, Matins RR, Kafer KA, Paniago R, Vasques CT і Pires ATN. Термопластичні суміші еластомер/поліанілін: оцінка механічних та електромеханічних властивостей. Випробування полімерів. 2008; 27: 886-892. [Посилання]
5. Schettini ARA, Peres RCD і Soares BG. Синтез поліаніліну/камфори сульфонової кислоти в середовищі мурашиної кислоти та їх сумішей з поліамідом-6 на місці полімеризація. Синтетичні метали. 2009; 159: 1491-1495. [Посилання]
6. Rubinger CPL, Faez R, Costa C, Martins CR і Rubinger RM. Діелектричні властивості сумішей PANI/PSS, отриманих методом на місці техніка полімеризації. Полімерний вісник. 2008; 60: 379-386. [Посилання]
7. Malmonge LF, Lopes GA, Langiano SC, Malmonge JA, Cordeiro JMM і Mattoso LHC. Новий шлях отримання сумішей, що проводять PVDF/PANI. Європейський полімерний журнал. 2006; 42: 3108-3113. [Посилання]