Język Polski
English
Stabilność termiczna i właściwości mechaniczne materiałów hybrydowych na bazie nitrocelulozy szczepionej oligomerycznym wielofunkcyjnym aminopropyloizobutylosilseskwioksanem
Abstrakt
Poprawa bezpieczeństwa przechowywania nitrocelulozy (NC) wymaga zwiększenia jej stabilności termicznej, a wygoda używania poprawy właściwości mechanicznych. W tym celu zsyntetyzowano materiały hybrydowe, w których NC szczepiono oligomerycznym wielofunkcyjnym aminopropyloizobutylosilseskwioksanem (amino-POSS) stosując jako środek sieciujący izoforonodiizocyjanian (IPDI). Strukturę i skład otrzymanych materiałów potwierdzono za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR), jądrowego rezonansu magnetycznego (1H NMR i 29SiNMR), dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) oraz spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS). Na podstawie wyników badań mapowania Si, otrzymanych metodą spektroskopii dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS), stwierdzono, że amino-POSS został dobrze zdyspergowany w matrycy NC. Badania stabilności termicznej przeprowadzone za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) wykazały, że materiały hybrydowe typu amino-POSS-NC charakteryzują się większymi wartościami energii aktywacji rozkładu termicznego (Ea) niż próbka kontrolna NC. Zgodnie z wynikami analizy termograwimetrycznej (TGA) wartości temperatury ubytku 5 % (T5 %) i 50% (T50 %) masy próbki oraz pozostałości masy w temperaturze 240 °C (CR240 °C) zwiększały się na skutek modyfikacji NC za pomocą amino-POSS. Według fotografii cyfrowych i fotografii wykonanych metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) warstwy węglowe powstałe po spaleniu materiałów hybrydowych w powietrzu wraz ze zwiększeniem zawartości amino-POSS stawały się coraz bardziej zwarte, a wyniki badań XPS wykazały, że tworzyło się coraz więcej węgla w postaci grafitu. Wszystkie wyniki DSC, TGA, SEM i XPS dowodzą poprawy stabilności termicznej materiałów hybrydowych amino-POSS-NC. Stwierdzono także, że wytrzymałość na rozciąganie i moduł Young'a podczas prób jednoosiowego rozciągania materiałów hybrydowych rosną ze zwiększaniem się zawartości amino-POSS. Wyniki wszystkich przeprowadzonych badań dowodzą, że zaproponowana modyfikacja NC poprawia bezpieczeństwo wytwarzania i użytkowania tych materiałów w porównaniu z niemodyfikowanym NC.
Słowa kluczowe
nitrocellulose ; hybrid material ; aminopropylisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxane ; thermal stability ; mechanical properties nitroceluloza ; materiał hybrydowy ; oligomeryczny wielofunkcyjny aminopropyloizobutylosilseskwioksan ; stabilność termiczna ; właściwości mechaniczne
Szczegóły
Bibliografia
Wskaźniki
Autorzy
Zasady cytowania
