Влияние вакуумного ультрафиолетового излучения на изменение инфракрасных фурье-спектров поглощения, электрических и гидрофобных свойств композита на основе полиимидных трековых мембран, заполненных кремнеземом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Вакуумное ультрафиолетовое излучение имеет очень короткую длину волны и является составной частью космического излучения. Большой потенциал для защиты от космического излучения имеют композитные материалы на основе полиимида. В работе представлены результаты исследований влияния вакуумного ультрафиолетового излучения на полиимидную пленку, полиимидную трековую мембрану и композитный материал на основе полиимидной трековой мембраны, заполненной нановолокнами диоксида кремния. Исследованы потеря массы, диэлектрические свойства, инфракрасные фурье-спектры и смачиваемость исследуемых образцов до и после воздействия вакуумного ультрафиолетового излучения. Обнаружено, что наименьшие потери массы при облучении происходят в композитном материале на основе полиимидной трековой мембраны, заполненной SiO2; диэлектрическая проницаемость композитной пленки после облучения увеличилась на 65.8%. Установлено, что воздействие вакуумного ультрафиолетового излучения на исследуемые пленки сопровождается разрушением небольшого количества следующих связей: C=O, C–O, C–C и C–N. Наименьший ущерб вакуумное ультрафиолетовое излучение нанесло разработанному композитному материалу. Анализ краевого угла смачивания исследуемых образцов показал, что поверхности полиимидной пленки, полиимидной трековой мембраны и композитного материала остались гидрофильными после облучения. Изменений в структуре поверхности пленок не обнаружено.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Черкашина

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Email: artiem.ruchii.99@mail.ru
Россия, Белгород, 308012

В. И. Павленко

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Email: artiem.ruchii.99@mail.ru
Россия, Белгород, 308012

А. Ю. Ручий

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Автор, ответственный за переписку.
Email: artiem.ruchii.99@mail.ru
Россия, Белгород, 308012

С. Н. Домарев

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Email: artiem.ruchii.99@mail.ru
Россия, Белгород, 308012

Е. В. Форова

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Email: artiem.ruchii.99@mail.ru
Россия, Белгород, 308012

Список литературы

  1. Boezio M., Munini R., Picozza P. // Prog. Particle Nucl. Phys. 2020. V. 112. P. 103765. https://www.doi.org/10.1016/j.ppnp.2020.103765
  2. Журавлева И.В. // Моделирование систем и процессов. 2019. Т. 12. № 3. С. 11. https://www.doi.org/10.12737/2219-0767-2019-12-3-11-16
  3. Павленко В.И., Черкашина Н.И., Носков А.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 2. С. 54. https://www.doi.org/10.31857/S1028096020110126
  4. Singh A.K., Bhargawa A. // Adv. Space Res. 2020. V. 65. № 7. P. 1831. https://www.doi.org/10.1016/j.asr.2020.01.006
  5. Новосадов Н.И. Разработка технологии производства полиимидного композита космического назначения. // Международная научно-техническая конференция молодых ученых, Белгород. 2020. С. 7104. https://elibrary.ru/item.asp?id44102902
  6. Lee J.H., Kim H.N., Jeong H.Y., Cho S.O. // Nucl. Engineering Technol. 2020. V. 52. № 8. P. 1817. https://www.doi.org/10.1016/j.net.2020.01.016
  7. Dobney W., Mols L., Mistry D., Tabury K., Baselet B., Baatout S. // Front. Nucl. Medicine. 2023. V. 3. https://www.doi.org/10.3389/fnume.2023.1225034
  8. Михайлов М.М., Горончко В.А., Лебедев С.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 7. С. 14. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021070128
  9. Zhuo L., Cai Y., Shen D., Gou P., Wang M., Hu G., Xie F. // Chem. Engineering J. 2023. V. 451. P. 138808. https://www.doi.org/10.1016/j.cej.2022.138808
  10. Mehr H.M.S., Hammer T.J., Soucek M.D. // J. Coat. Technol. Res. 2021. V. 18. № 6. P. 1445. https://www.doi.org/10.1007/s11998-021-00470-4
  11. Yin L., He Y., Guo W., Wang S., He J., Wang T. // Adv. Composites Hybrid Mater. 2023. V. 6. № 6. P. 212. https://www.doi.org/10.1007/s42114-023-00795-1
  12. Tao K., Sun G., Zhang S., Wang J., Chen R., Han S. // Macromolecular Rapid Communications. 2023. P. 2300510. https://www.doi.org/10.1002/marc.202300510
  13. Gao M.Y., Zhai L., Mo S., Jia Y., Liu Y., He M.H., Fan L. // Chinese J. Polymer Sci. 2023. V. 41. № 12. P. 1921. https://www.doi.org/10.1007/s10118-023-2985-4
  14. Kausar A. // J. Thermoplastic Composite Mater. 2023. V. 36. № 12. P. 5034. https://www.doi.org/10.1177/089270572311735960
  15. Zhang Y., Dai S., Yin Z., Yan W., Li Q., Yuan H., Zhang Xu, Chen L., Luo J., Ouyang X., Liao B., Hao W., Zhu J. // SmartMat. 2023. P. 1225. https://www.doi.org/10.1002/smm2.1225
  16. Li H., Kong X., Wang S., Gong M., Lin X., Zhang L., Wang D. // Molecules. 2023. V. 28. № 7. P. 3095. https://www.doi.org/10.3390/molecules28073095
  17. Guo Y., Qiu H., Ruan K., Zhang Y., Gu J. // Nano-Micro Letters. 2022. V. 14. P. 1. https://www.doi.org/10.1007/s40820-021-00767-4
  18. Михайлов М.М., Горончко В.А. // Космические аппараты и технологии. 2022. Т. 6. № 2(40). С. 102. https://www.doi.org/10.26732/j.st.2022.2.04
  19. Мяленко Д.М. // Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством. 2020. Т. 1. № 1. С. 406. https://www.doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-406-411
  20. Lu W., Ren S., Zhang Y., Wen X., Zhang Z., Wang A. // Environmental Sci. Pollution Res. 2023. V. 30. № 57. P. 1. https://www.doi.org/10.1007/s11356-023-30612-7
  21. Кузин С.В., Богачев С.А., Кириченко А.С., Перцов А.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. № 12. С. 31. https://www.doi.org/10.31857/S1028096023120117
  22. Dembska M., Renger T., Sznajder M. // Metallurgical Mater. Trans. A. 2020. V. 51. № 9. P. 4922. https://www.doi.org/10.1007/s11661-020-05906-x
  23. Shen Z.C., Ding Y.G., Wang Y.Z., He H.B. // J. Phys.: Conf. Series. 2021. V. 1765. № 1. P. 012024. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1765/1/ 012024
  24. Feng J., Wang Y., Qin X., Lv Y., Huang Y., Yang Qi, Li G., Kong M. // Polymer Degradation and Stability. 2022. V. 199. P. 109915. https://www.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab. 2022.109915
  25. Chen J., Zhao T., Zhou L., Xu B., Ju Y., Zhang Q., Wu, Z. // J. Macromolecular Sci. B. 2023. P. 1. https://www.doi.org/10.1080/00222348.2023.2272099
  26. Cherkashina N., Pavlenko V., Domarev S., Kashibadze N. // Chem. Engineering. 2023. V. 7. № 2. P. 32. https://www.doi.org/10.3390/chemengineering7020032
  27. Скурат В.Е. // Химия высоких энергий. 2019. Т. 53. № 1. С. 79. https://www.doi.org/10.1134/S0023119319010133
  28. Каманина Н.В., Тойкка А.С., Зверева Г.Н., Кужаков П.В., Барнаш Я.В., Тарасов С.А. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2021. Т. 21. № 4. С. 47. https://www.doi.org/10.18083/LCAppl.2021.4.47
  29. Pavlenko V.I., Zabolotny V.T., Cherkashina N.I., Edamenko O.D. // Inorg. Mater.: Appl. Res. 2014. V. 5. № 3. P. 219. https://www.doi.org/10.1134/S2075113314030137
  30. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема вакуумной ультрафиолетовой установки: 1 — спиральный насос; 2 — сильфон; 3 — напускающий клапан; 4 — клапан; 5 — вакуумметр; 6 — эксимерные лампы; 7 — отвод озона; 8 — вентилятор; 9 — кожух вентилятора; 10 — верхний фланец; 11 — петля; 12 — фланец подачи азота; 13 — высоковольтные блоки; 14 — низковольтный блок питания; 15 — охлаждаемая площадка.

Скачать (26KB)
3. Рис. 2. РЭМ-изображения исходных полиимидной пленки (а), полиимидной трековой мембраны (б) и композитной пленки (в).

Скачать (63KB)
4. Рис. 3. Потери массы в образцах полиимидной пленки (1), полиимидной трековой мембраны (2) и композитной пленки (3) в результате облучения. Закрашенные области соответствуют доверительному интервалу измеряемой величины.

Скачать (17KB)
5. Рис. 4. ИК фурье-спектр поглощения полиимида до (1) и после воздействия ВУФ-излучения в течение 60 ч (2).

Скачать (32KB)
6. Рис. 5. ИК фурье-спектр поглощения полиимидной трековой мембраны до (1) и после воздействия ВУФ-излучения в течение 60 ч (2).

Скачать (32KB)
7. Рис. 6. ИК фурье-спектр поглощения полиимидной трековой мембраны с нановолокнами диоксида кремния до (1) и после воздействия ВУФ-излучения в течение 60 ч (2).

Скачать (30KB)

© Российская академия наук, 2024