The present paper considers the efficiency of using carbon nanotubes (CNTs) functionalized by titanium stearate groups for modifying of polyethylene and polypropylene. For this purpose, the strength characteristics, Shore hardness, thermal diffusivity and conductivity of the obtained nanocomposites were determined. The weak effect of the CNTs (0.01-1.5 wt.%) on the values of thermal conductivity coefficients and thermal diffusivity was revealed. It was found that compared to the unmodified matrix, nanocomposites containing 0.01-0.1 wt.% of the titanium stearatefunctionalized CNTs demonstrate, an increase in the Shore hardness by 12.5-14.5%, a decrease in the weight wear by 54.2%, and the daily water absorption - to the values below the threshold of sensitivity of the standardized method of determination. The functionalization by the titanium stearate groups made it possible to reduce the CNTs mass fraction in the composition of polyethylene and polypropylene composites by more than 10 times compared with the pristine nanotubes.
Ключевые слова: жирные кислоты; композит; модифицирующий слой; нанотрубки; стеарат титана; функционализация; функциональная схема.Аннотация: Проведен анализ методов получения стабильных дисперсий углеродных нанотрубок в воде и полярных органических растворителях, которые применяются в производстве полимерных композитов и смазочных материалов. Выявлены три существенных признака данных методов, обеспечивающих форми-рование на поверхности трубок титаножирнокислотного модифицирующего слоя из водного раствора реагентов. Приведена схема линии получения углеродных нанотрубок, функционализированных стеаратом титана, включающая пять ста-дий: синтез водорастворимого бис-триэтаноламин-титаната; синтез триэтанола-миновой соли жирной кислоты; ультразвуковое диспергирование углеродных на-нотрубок в водном растворе, содержащем триэтаноламиновую соль жирной ки-слоты и бис-триэтаноламин-титанат; обработка дисперсии углекислым газом; фильтрование продукта и его промывка деминерализованной водой, насыщенной углекислым газом на фильтр-сушилке. Подобран состав технологического обору-дования для реализации этих стадий.
ВведениеБлагодаря высокоразвитой поверхности углеродных нанотрубок (УНТ), со-ставляющей зачастую свыше 200 м 2 на грамм, появляется возможность создания материала с относительно большим количеством поверхностных функциональ-ных групп. Функционализация многостенных УНТ предназначена для получения стабильных дисперсий, содержащих углеродные наноматериалы, диспергирован-ные в органических растворителях, которые применяются в производстве поли-мерных композитов и смазочных материалов. При создании таких материалов, содержащих УНТ, возникает проблема распределения УНТ в различных средах (органических растворителях, полимерах). Для того чтобы свести к минимуму агрегирование нанотрубок, необходимо обеспечить их хорошую смачиваемость средой. Это достигается применением поверхностно-активных веществ (ПАВ), химической прививкой тех или иных функциональных групп к поверхности УНТ. При химической функционализации различные функциональные группы присое-диняются к торцам или боковым стенкам УНТ посредством ковалентных связей. Функционализация торцов УНТ приводит к локальным изменениям их электрон-
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.