OARS -开放存取奖励系统
DOI: 10.2240 / azojomo0240

γ辐照对丙烯酸环氧化大豆油,聚合和表征的影响

s . Hernandez-LopezE. Martín del Campo-López, V. Sánchez-Mendieta, F. Ureña-Núñez和大肠Vigueras-Santiago

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AZojomo (ISSN 1833-122X)第3卷2007年6月

主题

抽象的

关键字

介绍

实验的程序

仪器

辐照

结果与讨论

结论

确认

参考

详细联系方式

抽象的

在这项工作中,我们提出了伽玛辐照剂量效应丙烯酸酯环氧大豆油(AESO)在12 kGy时,AESO开始聚合,在较高剂量(24、110和340 kGy)时,交联反应增加,没有降解、热或结构变化。聚合产物呈玻璃状,热固性好,不溶性好,加热后不再熔化,在-30 ~ 300℃之间没有Tg。与热聚aeso(橡胶)相比,这些聚合物具有特定的形状和不同的性能,这是由于伽马辐射实现了更高的交联。NMR、FT-IR和DSC技术证实了这些事实。摩擦和刮擦性能依赖于辐照剂量。由于交联密度的增加,摩擦较低值,在高剂量(110和340 kGy)时达到,伴随着这些聚合物的较低划痕穿透深度。射线聚合是一种有效的方法原位合成具有给定形状、可控聚合度和优化性能的热固性聚合物、共聚物和复合材料。

关键字

radiochemical-crossl签署,年代oybean-oil,年代棘手,friction

介绍

丙烯酸环氧化大豆油(AESO)通过热聚合或共聚使热固性化合物呈现[1,2]。这些增强聚合物复合材料在基础设施、汽车、建筑、飞机、军事和电子工业中很有用。这些材料必须欧洲杯足球竞彩首先从具有交联功能基团的低分子液态模塑树脂中制备。随后,将这些树脂与引发剂(自由基或离子)、催化剂、增强化合物如竹子、海琴根、大麻、纤维素、玻璃纤维、碳或碳纳米管[4]混合,并交联得到最终固化的复合材料[5]。本文研究了由AESO和聚(AESO-co-甲基丙烯酸丁酯)与炭黑(CB)[6]热(自由基)交联制备的复合材料的电学性能。复合材料的CB渗滤浓度分别为4%和1.2%。这些复合材料具有有趣的电性能;与商用聚合物和聚乙烯等共聚物相比,它们表现出非常低的CB渗流浓度和导电性的提高聚苯乙烯[7]和聚丁二烯[8]。然而,它们是不溶性、粘性和难处理的材料。欧洲杯足球竞彩这项工作的主要目标是研究伽马(γ.)辐射对AESO交联反应的影响,以获得稳定、均匀和确定形状(反应管形状)的聚合物和复合材料,作为热模压树脂法的替代方法,无需使用温度、溶剂、化学引发剂或预聚合。众所周知,交叉链接和聚合物在辐照过程中发生降解过程。这些反应对材料的物理和机械性能有相当大的影响。在这项工作中,我们还研究了合成的聚合物中是否存在这两种效应,并评估了摩擦和划痕性能[9],这两种性能对交联的微小变化很敏感密度。

实验的程序

欧洲杯足球竞彩

丙烯酸酯环氧大豆油(AESO)购自Sigma-Aldrich Co.,未经进一步处理即可使用。甲苯和丙酮(Sigma-Aldrich Co.),用于洗涤最终产品和消除未反应的油,四氢呋喃(Sigma-Aldrich Co.)用于分散炭黑,均为分析级。炭黑(CB)火神XC72 (30 nm),由美国卡伯特有限公司。

仪器

一个60有限公司γ.射线TraselektroLGI-01.以3.6 kGy/h的剂量率工作用于辐照。采用FT-IR Nicolet Avatar 360分光光度计对AESO及其产物及其结构的变化进行了表征。将样品与KBr混合,按8吨压2分钟,制成透明板。固体(CPMAS)和液体(使用CDCl3.作为溶剂)13C NMR在室温下,是通过Bruker Avance 300 MHz光谱仪在75MHz。差示扫描量热法和热重分析在TA仪器SDT Q600上进行,升温速率为10°C/min,升温范围为30至600°C;在perkins - elmer DSC7上进行,升温速率相同,但在氮气气氛中升温范围为-30至300°C。用扫描电子显微镜(SEM, JSM-5900LV)观察聚合物的表面形貌。为了评估摩擦和划伤性能,所有样品都被切割成相同的尺寸(直径1.5 cm)。x0.5厘米厚),然后用600砂砾碳化硅纸在平面上手工打磨,直到两个表面都没有缺陷。对于摩擦系数,摩擦依附于Q-TESTTM/5机械试验机,在特氟龙表面,以150毫米/分钟的测试速度,公称重量0.4309 Kg。划痕评估采用瑞士微划痕测试仪(MST),深度分辨率为±7.5nm。采用点半径为200 μm的金刚石压头,加载速率为10 N/min(从1 N到15 N),在10 mm长度上的划痕速度为3.0 mm/min。

辐照

在8ml玻璃耐热玻璃(直径2.0 cm)中称取1 g AESO样品。x6厘米高)并在12点照射,24,74,110 y340kgy在空气中,且无溶剂或引发剂。辐照后,将完整的固体产物用甲苯、丙酮摇匀1 h。将产品滗出并在真空下干燥4小时。只制备一种复合材料,以探索辐照方法生产给定形状的产品的可行性。完整的表征,包括电性能的测量,将在未来的论文中讨论,以及完整的研究AESO-MAB共聚γ辐照[6]。制备了聚aeso +CB(4% w)复合材料遵循:1克Aeso在一个内部称重4毫升玻璃Pyrex小瓶,加入2 mL THF,摇匀至完全溶解。然后加入0.04 g CB,超声处理分散UltraSonik.TM28倍(50 / 60Hz)40分钟[6],110 kGy辐照。用甲苯洗涤复合材料,然后用丙酮洗涤,最后按辐照聚aeso方法真空干燥。

结果与讨论

AESO在12kgy时开始聚合,生成不溶的半固体产物(半聚合化合物),继续聚合,直到获得固体产物6小时照射。无花果保证1显示了在12kgy辐照下polyAESO的红外光谱。重要信号对应于1640厘米处的剩余双键-1(c = c)和991cm-1(= CH2),其强度随辐射剂量的增加而减小。双键信号(图保证1)仍然存在于24 kgy,但是聚合物现在是固体,不溶性,透明和圆柱形的(图保证2)表面凹凸不平(图保证3).采用较高的辐射剂量(110和340 kGy)来评价聚合物的稳定性。在340 kGy时,它不发生降解或结构改性,但与IR一样是一种高度交联的聚合物光谱显示,因为双键信号消失了(图保证1).辐照得到的聚合物在-30 ~ 300°C的温度范围内没有任何玻璃化转变(Tg)。Scala和羊毛[1]报道,具有丙烯酸酯官能团(例如,例如)的甘油三酯的玻璃化转变温度大致线性(-50至92℃)增加,具有热的交联密度。在这种情况下,γ.-辐射从一开始(12 kGy)就对AESO产生较高的交联效应。

无花果保证1随着辐照剂量的增加,双键信号的消失增加。

无花果保证2未经抛光的polyAESO在24点(左和中)和抛光340 kGy(右)的图像

无花果保证3.PolyAESO的显微照片24 kgy.

PolyAESO在任何辐射剂量(从24至340kgy)在15°C之前(考虑到化合物已失去原有重量的10%),仅一步就开始分解e Aeso单体确实(图保证4)这表明交联减少了部分甘油三酯链的自由运动,增加了系统的熵。这也可以解释为什么难以实现高热聚合,从而产生难以处理的软橡胶[2]。无其他分解温度通过增加辐照剂量检测到,这意味着没有发生连锁反应产生的亚产物。

无花果保证4交联反应对不同辐照剂量下所得聚合物产物热稳定性的影响,并与单体AESO相比较

液体(CDCl3.13为了比较重要的结构变化取决于辐照剂量的AESO的C RMN谱。无花果保证5显示了13Aeso和Polyaeso的C NMR光谱照射在340 kgy。大约130ppm是对应于不饱和(丙烯酸)碳的信号,当它在340 kgy被照射时,它可以急剧减少,因为我们可以在其固体中欣赏13C RMN谱(图保证5).此外,聚aeso信号更宽,是聚合物高交联引起的化学屏蔽效应的一个重要的各向异性的典型行为。

无花果保证5核磁共振波谱显示了交联效应γ.-辐射(340 kGy)通过消失的信号对应的双丙烯酸键(约130ppm)。

我们评估了两个性质,刮擦和摩擦,允许在获得它们时测试样品。这些性质对交联密度的小差异非常敏感[9]。划痕测试[10-12]由移动钻石尖端的负载下压痕来改变表面。施加的负载可以保持恒定,连续增加或逐步增加。无花果保证6为不同剂量聚aeso在渐进模式下的穿透深度(Pd)随作用力的函数曲线。高剂量会导致穿透深度的降低,与所施加的力无关。随着辐照剂量的增加,交联导致的硬化会产生这种抗划痕性。在110 kGy和340 kGy时得到的PolyAESO´s具有相同的穿透深度,即在110 kGy时达到了最大的交联。在340 kGy时,划痕评价没有给出退化的证据。如果在PolyAESO中出现一些降解现象,则穿透阻力减小(穿透深度增加)[9]。

无花果保证6不同剂量辐照PolyAESO的穿透深度评估作为作用力的函数。

通常摩擦阻力和刮擦阻力是两个相互对立的摩擦学特性。抗划伤性差,如聚四氟乙烯,伴随着低摩擦值[11]。因此,我们可以预期,最高剂量的聚aeso将表现出更低的摩擦。可以图中看到保证7,静摩擦最初随辐照剂量的增加而减小,在24kgy几乎达到一个高原。摩擦取决于材料组合的改变和表面粗糙度。对于完全包装和良好的订购聚合物,已发现摩擦低于较少的订货和无定形材料[13,14)。对不同辐射剂量下摩擦值变化的一种可能的解释是γ.-射线高能量产生更好的填充聚合物链。无花果保证图8为在表面粗糙度为340 kGy,其畴比在24 kGy辐照下的多aeso的畴小。这减少了接触面积和聚合物产生的摩擦在较高的辐射剂量[14]。

无花果保证7PolyAESO静、动摩擦与辐照剂量的关系。

无花果保证8在340 kGy时PolyAESO表面的显微照片

最后,我们在110 kGy的辐照条件下制备了含有4%炭黑的聚aeso复合材料。这种复合材料是用小瓶形状获得的;但炭黑的存在会影响化合物的某些性能。它看起来更像橡胶而不是刚性聚合物。众所周知添加剂可以真正影响机械性能,取决于浓度、粒径、分散和与基体的相互作用等。因此,我们需要考虑γ辐照和交联效应对这类复合材料性能和稳定性的影响。

结论

从12到340 kGy辐照AESO,产生柔软和非常稳定的聚合物;随着交联效果的增加γ.-辐射剂量增加。没有退化根据红外、核磁共振和热重分析,即使在最高剂量(340 kGy)下也能检测到。研究了两种材料的摩擦学性能,发现辐照剂量对两种材料的摩擦学性能均有影响。首先,划痕穿透深度,在渐进式力实验中随AESO减小暴露在较高的辐射剂量下这是由更密集的辐射引起的交联所产生的硬化效应的证据。划痕评价也表明,得到的polyAESOγ.-辐照是一种不像橡胶那样热聚合的聚aeso。其次,在110kGy后,动摩擦力的影响不大,静摩擦减小了19%。这种辐射引起的交联对摩擦的影响可能是非常重要的复合材料制备或固化不同剂量。这γ.-辐照法允许生产原位,非常稳定的基于AESO的热固性聚合物,共聚物和复合材料,具有明确的形状和性质,其可以通过聚合物交联作为照射剂量的函数来控制。

确认

为这项工作提供了财政支持Universidadautónomadel estadodeméico(Uaem)(Uaem)(1806 / 2004A项目)和SecretaríadeEducaciónPública(SEP)(项目编号PROMEP / 103.5 / 03/305),使我们在Lapom的逗留(SHL和EVS)成为可能,北德克萨斯大学。我们要感谢LAPOM的Witold Brostow教授和Dorota Pietkiewicz博士,感谢他们在摩擦和刮擦技术方面的宝贵支持。

参考

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详细联系方式

美国Hernandez-Lopez, E. Martín del Campo-López, V. Sánchez-Mendieta, F. Ureña-Núñez和大肠Vigueras-Santiago

大学Autónoma del Estado de MéxicoUAEM
Laboratorio de Síntesis y Caracterización de Materiales Avanzados, Facultad de Química
Paseo Colón esquina con Paseo Tollocan, sin número。50000年C.P.托卢卡
exico

电子邮件:(电子邮件保护)

E. Martín del Campo-Lópezf . Urena-Nunez

国家核调查研究所
36.5公里
Salazar Estado de México, CP 52045

exico

论文发表在《材料与材料加工技术进展》期刊上,欧洲杯足球竞彩8[2] (2006220-225“。

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