Повышение прочности и водостойкости материалов на основе поливинилового спирта с помощью борной кислоты
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-2-249-255
- Р Р‡.МессенРТвЂВВВВВВВВжер
- РћРТвЂВВВВВВВВнокласснРСвЂВВВВВВВВРєРСвЂВВВВВВВВ
- LiveJournal
- Telegram
- ВКонтакте
- РЎРєРѕРїРСвЂВВВВВВВВровать ссылку
Полный текст:
Аннотация
Поливиниловый спирт (ПВС) – перспективный полимер для производства материалов с заданными свойствами, в первую очередь - водорастворимостью и биоразлагаемостью. Основная причина ограничения применения плёночных материалов на основе ПВС - отсутствие механизма регулирования скорости их растворения. Цель работы: оценка прочностных показателей и водостойкости пленок ПВС и композитов «ПВС:МЦ» при сшивке борной кислотой в зависимости от количества введенного в полимерную матрицу бората. Объектами исследования были 8 экспериментальных образцов: №1 - пленка немодифицированного ПВС марки KurarayPoval 3-83, пластифицированного глицерином, полученная методом полива из 5%-го раствора; №2-4 - пленки ПВС, модифицированного борной кислотой в различном количестве, полученные аналогично образцу №1; №5 – пластина композита ПВС:МЦ (50:50 мас.%), полученная жидкофазным совмещением немодифицированного борной кислотой ПВС и дисперсии микроцеллюлозы с последующим обезвоживанием на воздухе; №6-8 – пластины композита ПВС:МЦ (50:50 мас.%), полученные на основе модифицированного различным количеством борной кислоты ПВС, аналогично образцу №5. В результате проведенного исследования установлено, что модификация («сшивка») ПВС маркиKurarayPoval 3-83 борной кислотой сопровождается повышением вязкости ПВС (что при обезвоживании проявляется в помутнении пленок), повышении прочностных показателей пропорционально количеству введенного в полимерную матрицу ПВС борат-иона, но при этом водостойкость модифицированных пленок ПВС повышается до определенного предела содержания бората (в частности, при введении 0.075 и 0.15 мл борной кислоты на 1 мл ПВС пленки не растворились в течении 1 недели экспозиции в воде при t=20 °С, но при введении 0.30 мл борной кислоты на 1 мл ПВС пленка растворилась за 3 часа экспозиции, для сравнения - немодифицированный ПВС указанной марки растворяется в воде при н.у. за 10 минут).
Об авторах
Л. Н. Студеникинак.т.н., доцент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
С. Ю. Домарева
студент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Ю. Е. Голенских
студент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
А. В. Матвеева
студент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
А. А. Мельников
студент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Список литературы
1. Гетмадинова В.М., Сидоров Ю.Д., Поливанов М.А. Регулирование растворимости композиционных материалов на основе поливинилового спирта // Вестник технологического университета. 2016. Т.19. № 6. С. 96-99.
2. Павленок А.В., Давыдова О.В., Дробышевская Н.Е., Подденежный Е.Н. и др. Получение и свойства биоразлагаемых композиционных материалов на основе поливинилового спирта и крахмала // Вестник Гомельского государственного технического университета им. ПО Сухого. 2018. №. 1 (72). С. 38-46.
3. Хабибуллина Л.Ф., Сидоров Ю.Д., Поливанов М.А., Василенко С.В. Свойства композиционных плёночных материалов на основе поливинилового спирта // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т. 19. №. 21. С. 109-113.
4. Ли Н.И., Сидоров Ю.Д., Маямсина В.О. Совершенствование физико-механических свойств слоев на основе полимер желатиновых композиций // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 18. С. 149-152.
5. Труфакина Л.М. Cвойства полимерных композитов на основе поливинилового спирта // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2014. Т. 325. №. 3. С. 92-97.
6. Awada H., Montplaisir D., Daneault C. Cellulose PVOH composites // BioResources. 2014. V. 9. № 2. Р. 3439-3448.
7. Rietjens M., Steenbergen P.A. Crosslinking mechanism of boric acid with diols revisited // Eur. J. Inorg. Chem. 2005. 6. Р.1162-1174. https://doi.org/10.1002/ejic.200400674
8. Cui Y., Pelton R., Cosgrove T., Richardson R. et al. Not all anionic polyelectrolytes complexwith DTAB // Langmuir. 2009. V. 25. № 24. Р. 13712-13717. https://doi.org/10.1021/la900563y
9. Sun L., Wang J., Liang J. et al. Boric Acid Cross-linked 3D Polyvinyl Alcohol Gel Beads by NaOH-Titration Method as a Suitable Biomass Immobilization Matrix // J Polym Environ. 2020. V. 28. P. 532-541. https://doi.org/10.1007/s10924-019-01610z
10. Lum Y.-H., Shaaban A., Mohamad N., Dimin F. et al. Boric acid modified starch polyvinyl alcohol matrix for slow release fertilizer // e-Polymers. 2016. V. 2. https://doi.org/10.1515/epoly2015-0259
11. Marin L., Ailincai D., Paslaru E. Monodisperse PDLC composites generated by use of polyvinyl alcohol boric acid as matrix // RSC Adv. 2014. V. 4. Р. 38397-38404. https://doi.org/10.1039/ C4RA06426G
12. Al-Emam E., Soenen H., Caen J. et al. Characterization of polyvinyl alcohol-borax/agarose (PVA-B/AG) double network hydrogel utilized for the cleaning of works of art // HeritSci. 2020. V. 8. P. 106. https://doi.org/10.1186/s40494-020-00447-3
13. Yin Y., Li J., Liu Y., Li Z. Starch crosslinked with polyvinyl alcohol by boric acid // Inc. J ApplPolymSci. 2005. V. 96. P. 1394-1397. https://doi.org/10.1002/app.21569
14. Geng S., Shah F.U., Liu P., Antzutkin O.N. et al. Plasticizing and crosslinking effects of borate additives on the structure and properties of poly(vinyl acetate) // RSC Adv. 2017. № 7. P. 7483-7491. https://doi.org/10.1039/C6RA28574K
15. Carretti E., Bonini M., Dei L., Berrie B.H. et al. New frontiers in materials science for art conservation: responsive gels and beyond // AccChemRes. 2010. V. 43. № 6. P. 751-760.
16. Студеникина Л.Н. Корчагин В.И., Иушин В.О., Мельников А.А. Влияние природы наполнителя на свойства композита «поливиниловый спирт: полисахарид» // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 1. С. 111-118.
17. Студеникина Л.Н., Домарева С.Ю., Голенских Ю.Е., Матвеева А.В. Особенности высоконаполненных композитов на основе различных марок поливинилового спирта // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. Т. 83. № 1 (87). С. 316-322
18. Студеникина Л.Н. Перспективы разработки биоразлагаемого композита на основе поливинилового спирта и микроцеллюлозы // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). 2019. №. 2. С. 31-35.
19. Ферапонтов Н.Б., Гагарин А.Н., Токмачёв М.Г. Сорбция веществ полимерными сорбентами на основе сшитого полистирола // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 3. С. 368-376.
20. Иванцов М.И., Чудакова М.В., Куликова М.В. Синтез композитных материалов на основе поливинилового спирта // Сборник тезисов докладов XII Международной конференции молодых ученых по нефтехимии. 2018. С. 571-572.
Cited By
Modification of polyvinyl alcohol with borates
L. N. Studenikina, V. E. Uglova, I. V. Kolenko, A. A. Melnikov
Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 2024; 86(3):231Modification of polyvinyl alcohol by ozonated oxidation in an aqueous solution
L. N. Studenikina, A. V. Protasov, D. A. Borzenkov, A. A. Melnikov, S. Y. Domareva
Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 2023; 84(4):192Рецензия
Для цитирования:
Студеникина Л.Н., Домарева С.Ю., Голенских Ю.Е., Матвеева А.В., Мельников А.А. Повышение прочности и водостойкости материалов на основе поливинилового спирта с помощью борной кислоты. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022;84(2):249-255. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-2-249-255
For citation:
Studenikina L.N., Domareva S.Y., Golenskikh Y.E., Matveeva A.V., Melnikov A.A. Increasing the strength and water resistance of materials based on poly-vinyl alcohol with boric acid. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2022;84(2):249-255. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-2-249-255
ISSN 2310-1202 (Online)