Stearate modification of Layered Double Hydroxide (LDH) for Polyurethane Elastomeric Nanocomposites

• Autorzy: Kumar S. , Das C.K.

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja dwuwarstwowych hydroksyzwiązków stearynianem w celu zastosowania w elastomerowych nanokompozytach uretanowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Layered Double Hydroxide (LDH) is a class of inorganic clay materials having layered structure in which anions are accommodated between the positively charged metal hydroxide layers. An increasing interest exists, because this class of materials can be used as catalysts, photo catalysts, catalysts supports, anion exchangers and as nanofillers in polymer composites, etc. LDHs with easily exchangeable interlayer ionic species have tremendous potential as novel fillers for polymers composites. Due to a low interlayer space and hydrophilic nature they hardly disperse in polymer matrices. After suitable modification by anions, LDHs can be successfully dispersed at nanoscale in a wide range of polymers. LDHs as a nanofillers improve the flame retardancy and barrier properties of polymer composites. In the present work Mg/Al based LDH was modified by the regeneration method. Modified LDH samples were characterized by XRD, FTIR, HRTEM, SEM and FESEM. XRD results indicate that anionic moiety was introduced into the gallery space and acts as pillar increasing the gallery height, what is evident by increased interlayer spacing. FTIR studies of modified LDH samples corroborated the presence of anionic moiety. From FESEM study it was observed, that after modification of LDH, platelet morphology is completely different from that, which was recorded for pure LDH with hexagonal structure. This modified LDH is well exfoliated in polyurethane polymer matrix with improved mechanical properties.

PL

Dwuwarstwowe hydroksyzwiązki (LDH) stanowią grupę nieorganicznych materiałów mineralnych, w których aniony umiejscowione są pomiędzy dodatnio naładowanymi warstwami wodorotlenków metali. Zainteresowanie tymi związkami ciągle wzrasta, ponieważ mogą być one stosowane jako katalizatory lub ich nośniki, fotokatalizatory, wymienniki jonowe oraz jako nanonapełniacze w kompozytach polimerowych. LDH, ze względu na łatwość wymiany jonów w warstwie pośredniej, ma ogromny potencjał jako nowy napełniacz kompozytów polimerowych. Jednak ze względu na niewielkie odległości między warstwami i hydrofilową naturę trudno jest zdyspergować je w ośrodku polimerowym. Jest to możliwe dopiero po odpowiedniej modyfikacji i wymianie anionów w warstwie pośredniej. LDH jako nanonapełniacze zwiększają odporność kompozytów polimerowych na palenie i poprawiają ich właściwości barierowe. W niniejszym artykule omówiono wyniki modyfikacji LDH, opartego na związkach magnezu i glinu, z wykorzystaniem metody regeneracji. Zmodyfikowane hydroksyzwiązki scharakteryzowano wykorzystując analizę XRD, FTIR, HRTEM, SEM i FESEM. Wyniki dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) wskazują, że nastąpiła wymiana anionowych fragmentów struktury, a nowo wprowadzone ugrupowania rozpychają warstwy metaliczne, o czym dowodnie świadczy zwiększenie przestrzeni międzywarstwowej. Analiza widm FTIR potwierdziła obecność nowych ugrupowań. Na podstawie badań FESEM stwierdzono, że po modyfikacji całkowicie zmieniła się morfologia LDH. Modyfikowane hydroksyzwiązki były dobrze eksfoliowane w matrycy poliuretanowej, co skutkowało poprawą właściwości mechanicznych kompozytów.

Słowa kluczowe

EN

layered double hydroxide; regeneration method

PL

hydroksyzwiązek dwuwarstwowy; metoda regeneracji

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 14, nr 4
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kumar S.

autor

Das C.K.

• Materials Science Centre, Indian Institute of Technology, Kharagpur-721302, India,

Bibliografia

• 1. Costa F.R., Wageknecht U., Henrich G., Polym. Degrad. and Stab., 92, 2007, 1813-1823
• 2. Cavani F., Trifiro F., and Vaccari A., Catalysis Today, 11, 1991, 173-301
• 3. Leroux F. and Besse J.P., Chem. Mater, 13, 2001, 3507-3515
• 4. Kumar B., Rana S., Singh R.P., eXPRESS. Polym. Let., 1 (11), 2007, 748-754
• 5. Pradhan S., Costa F.R., Wageknecht U., Jenichen D., Bhowmick A.K., Henrich G., Europ. Polym. J., 44, 2008, 3122-3132
• 6. Newman S.P., Jones W., New J. Chem., 22, 1998, 105-115
• 7. Saber O., Tagaya H., Rev. Adv. Mater. Sci., 10, 2005, 59-63
• 8. Lee W. F., Chen Y. C., J. App. Polym. Sci., 94, 2004, 692-699
• 9. Shan D., Cosnier S., Mousty C., Anal. Chem., 75, 2003, 3872-3879
• 10. Lin Y., Wang J., D. Evans G., Li D., J. Phys. and Chem. of Solids, 67, 2006, 998-1001
• 11. Poli A.L., Batista T., Schmitt C.C., Gessner F., Neumann M.G., J. Coll. Int. Sci., 325, 2008, 386-390
• 12. Whilton N.T., Vickers P.J., Mann S., J. of Mat. Chem., 7, 1997, 1623-1629
• 13. Vaysse C., Demourgues L.G., Duguet E., Delmas C., Inorg. Chem., 42, 2003, 4559-4567
• 14. Lee W.F., Chen Y. C., J. App. Polym. Sci., 94, 2004, 2417-2424
• 15. Chen W., Qu B., Chem. of Mater., 15, 2003, 3208-3213
• 16. Chen W., Feng L., Qu B., Chem. of Mater., 16, 2004, 368-370
• 17. Qui L., Chen W., Qu B., Polym. Degrad. and Stab., 87, 2005, 433-440
• 18. Buniak G.A., Schreiner W.H., Mattoso N., Langmuir, 18, 2002, 5967-5970
• 19. Rives V., Ullibari M.A., Coord. Chem. Rev., 181, 1999, 61-120