PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

X-ray scattering and calorimetric studies of organoclays obtained by ion-exchange

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Badania kalorymetryczne i rentgenograficzne organomontmorylonitów otrzymanych na drodze wymiany jonowej
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Structure and thermal behavior of organoclays has important influence on properties of clay-based polymer nanocomposites. Depending on starting materials, i.e. the mineral and amphiphilic compounds, one can obtain organoclays differing in properties. Therefore the careful choice of substrates is the way to predict and tailor ability to accommodate molecules in the interlayer spaces, catalytic activity or thermal stability of these complexes. In this paper, we present results of structural and calorimetric studies of the systems obtained of the synthetic silicate called SOMASIF modified with stoichiometric amounts of three different quaternary alkylammonium salts. SAXS studies clearly indicate that interlayer spacing (d001) of silicate, calculated from the main diffraction maximum, grows strictly linearly with the length of long aliphatic chains bonded to quaternary nitrogen atoms. Further analysis of the diffractograms leads to the conclusion that the ion exchange results in formation of a mixture of three phases with different values of interlayer spacing (d001). Results of DSC measurements suggested that, despite being adsorbed on the surface of silicates, quaternary ammonium cations may undergo phase transitions similar to the moieties in the bulk. The temperature range of these transitions was however found to be distinctly shifted towards lower values in comparison to the alkylammonium salts alone. Thermogravimetric analysis (TGA) was applied to estimate thermal stability as well as the coverage of silicate surface with amphiphilic molecules.
PL
Struktura i charakterystyka termiczna organofilizowanych glinokrzemianów warstwowych (rys. 1, tabela 1) ma istotny wpływ na właściwości nanokompozytów polimerowych otrzymanych z udziałem tego typu napełniaczy. Decydujący wpływ na właściwości takich napełniaczy ma dobór związków amfifilowych (takich jak czwartorzędowe sole amoniowe) stosowanych do modyfikacji glinokrzemianów. Przedstawiono wyniki badań: termograwimetrycznych, kalorymetrycznych i rentgenograficznych układów otrzymanych na drodze organofilizacji syntetycznej fluoromiki o handlowej nazwie SOMASIF, za pomocą trzech homologicznych, czwartorzędowych bromków alkiloamoniowych. Pomiary SAXS wykazały, że wymiana jonowa przeprowadzona przy użyciu stechiometrycznej (w stosunku do pojemności jonowymiennej minerału) ilości soli prowadzi do powstania układu złożonego z trzech faz odznaczających się różnymi odległościami międzypłaszczyznowymi (d001) (rys. 2—4). W przypadku fazy dominującej, wartość d001 jest liniowo zależna od długości najdłuższego łańcucha alkilowego związanego z atomem azotu. Zależność taka sugeruje, że cząsteczki soli amoniowych w obrębie galerii wykazują uporządkowaną strukturę o charakterze parakrystalicznym. Badania przeprowadzone metodą mikrokalorymetrii skaningowej (DSC, rys. 5) dostarczyły danych wskazujących, że układy takie mogą ulegać przemianom fazowym zbliżonym do topnienia i krystalizacji. Skutkiem interkalacji cząsteczek soli do dwuwymiarowych galerii montmorylonitu jest znaczne obniżenie wartości temperatury przejść fazowych. Stabilność termiczną uzyskanych układów oraz stopień obsadzenia powierzchni materiału amfifilowymi cząsteczkami soli oceniano na podstawie pomiarów termograwimetrycznych (tabela 2).
Słowa kluczowe
Czasopismo
Rocznik
Strony
671--675
Opis fizyczny
Bibliogr. 19 poz.
Twórcy
autor
  • Wrocław University of Technology, Polymer Engineering and Technology Department, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland., adam.kiersnowski@pwr.wroc.pl
Bibliografia
  • 1. Paul D. R., Robeson L. M.: Polymer 2008, 49, 3178.
  • 2. Fornes T. D., Hunter D. L., Paul D. R.: Macromolecules 2004, 37, 1793.
  • 3. Nayak S. K., Mohanty S., Samal S. K.: Polym.-Plast. Technol. Eng. 2009, 48, 976.
  • 4. Santos K. S., Liberman S. A., Oviedo M. A. S., Mauler R. S.: J. Polym. Sci. B, Polym. Phys. 2008, 46, 2519.
  • 5. deGiraldi A. L. F. M., Bizzaria M. T. M., Silva A. A., Mariano C., Velasco J., d’Avila M. A., Mei L. H. I.: J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9, 3833.
  • 6. Kiersnowski A., Pigłowski J.: Eur. Polym. J. 2004, 40, 1199.
  • 7. Kiersnowski A., Gutmann J. S., Pigłowski J.: J. Polym. Sci. B, Polym. Phys. 2007, 45, 2350.
  • 8. Bruzaud S., Grohens Y., Ilinca S., Carpentier J.-F.: Macromol. Mater. Eng. 2005, 290, 1106.
  • 9. Connolly J., van Duijneveldt J. S., Klein S., Pizzey C., Richardson R. M.: Langmuir 2006, 22, 6531.
  • 10. Xie W., Gao Z., Pan W.-P., Hunter D., Singh A., Vaia R.: Chem. Mater. 2001, 13, 2979.
  • 11. Xie W., Gao Z., Pan W.-P., Hunter D., Koene B., Tan L.-S., Vaia R.: Chem. Mater. 2002, 14, 4837.
  • 12. Pozsagy A., Fràter T., Szàzdi L., Müller P., Sajò I., Pukànszky B.: Eur. Polym. J. 2004, 40, 27.
  • 13. Kiersnowski A.: "Cation exchange capacity was experimentally estimated by ion exchange of various compounds followed by soxhlet extraction of organosilicates with water, THF and ethanol. Detailed procedure", PhD Thesis, Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, 2005.
  • 14. Davis R. D., Gilman J. W., Sutto T. E., Callahan J. H., Trulove P. C., DeLong H. C.: Clays Clay Miner. 2004, 52, 171.
  • 15. "Hydrous phyllosilicates (exclusive of micas) in "Reviews in Mineralogy" (Ed. Bailey S. W.), 1988, p. 19.
  • 16. Weiss A., Holm C., Platikanov D.: Colloid. Polym. Sci. 1993, 271, 891.
  • 17. Hackett E., Manias E., Giannelis E. P.: Chem. Mater. 2000, 12, 2161.
  • 18. Gelfer M. Y., Burger C., Nawani P., Hsiao B. S., Chu B., Mayu S. Rafailovich M., Panek G., Jeschke G., Fadeev A. Y., Gilman J. W.: Clays Clay Miner. 2007, 55, 140.
  • 19. Minase M., Kondo M., Onikata M., Kawamura K.: Clay Clays Miner. 2008, 56, 49.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BAT4-0008-0034
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.