Graft polymerization of methacrylic and acrylic acids on preirradiated polyethylene fi lm and evaluation of strength characteristics of graft copolymers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Membranes on the basis of synthetic and modifi ed natural polymeric substrates are widely used in separation and fi ltration processes and as conductive or isolating media. Grafting acrylic monomers onto polymeric substrates is an eff ective method of their production. Polyethylene, a synthetic polymer, has high strength properties, thermal and chemical resistance, which makes it a good substrate for various products. The objective of this work was producing ion exchange grafted fi lms on the basis of preirradiated polyethylene grafted with methacrylic and acrylic acids, and regulation of their properties during synthesis. Methacrylic and acrylic acids have been grafted onto preirradiated polyethylene fi lm (thickness 30±5 μm) in concentrated solutions with a monomer content up to 45 wt.% in the presence of iron (II) ions at temperatures within 90–97 °C. The concentration of the monomers, initiators, additives of modifi ers and the reaction temperature have been varied. The kinetics of grafting polymerization, grafting degree and the degree of swelling in an electrolyte have been studied by a gravimetric method. The infl uence of the nature of grafted monomers, the concentration of components and modifi ers on the above quantities and mechanical properties of the grafted fi lms have been established. Our modifi ed fi lms have been characterized by FTIR spectroscopy, chemical elemental analysis, scanning electron microscopy (the relief and surface morphology), and their mechanical properties have been assessed by the uniaxial tensile method. The study of the resulting ion exchange composites for the purpose of further application in the technology of treating waste and industrial waters from polyvalent metals and as ion conducting media will be carried out in the future.

About the authors

Аrtur S. Obshitser

«AKRIPOL»

Saratov

Telman А. Bayburdov

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Sergei L. Shmakov

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Ekaterina Yuryevna Shvecova

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Andrey Machailovich Zakharevich

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

References

  1. Wang H., Xu L., Li R., Pang L., Hu J., Wang M., Wu G. Highly hydrophilic ultra-high molecular weight polyethylene powder and fi lm prepared by radiation grafting of acrylic acid. Applied Surface Science, 2016, vol. 382, pp. 162–169. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.03.175
  2. Oraby H., Magdy M. Senna, Elsayed M., Gobara M. Fabrication of reverse-osmosis membranes for the desalination of underground water via the γ-radiation grafting of acrylic acid onto polyethylene films.Journal of Applied Polymer Science, 2017, vol. 134, no. 41, art. no. 45410. https://doi.org/10.1002/app.45410
  3. Ikram S., Kumari M., Gupta B. Thermosensitive membranes by radiation-induced graft polymerization of N-isopropyl acrylamide/acrylic acid on polypropylene nonwoven fabric. Radiation Physics and Chemistry, 2011, vol. 80, pp. 50–56. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2010.08.013
  4. Kitaeva N. K., Bannova E. A. Modification of track membranes with grafted polymethacrylic acid. Russian Journal of Applied Chemistry, 2014, vol. 87, no. 2, pp. 160–166. https://doi.org/10.1134/ S1070427214020062
  5. Li G., He G., Zheng Y., Wang X., Wang H. Surface photografting initiated by benzophenone in water and mixed solvents containing water and ethanol. Journal of Applied Polymer Science, 2012, vol. 123, pp. 1951–1959. https://doi.org/10.1002/app.34683
  6. Abdel Ghaffar A. M., El-Arnaouty M. B., Aboulfotouh Maysara E., Taher N. H. Radiation graft copolymerization of butyl methacrylate and acrylamide onto low density polyethylene and polypropylene fi lms and its application in wastewater treatment. J. Rad. Eff. Defects in Solids, 2014, vol. 169, no. 9, pp. 741–753. https://doi.org/10.1080/10420150.2013.870175
  7. Nava-Ortiz C. A. B., Burillo G., Bucio E., AlvarezLoren zo C. Modification of polyethylene films by radiation grafting of glycidyl methacrylate and immobilization of β-cyclodextrin. Radiation Physics and Chemistry, 2009, vol. 78, pp. 19–24. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2008.07.005
  8. Jeong E., Bae T. S., Yun S. M., Woo S. W., Lee Y. S. Surface characteristics of low-density polyethylene fi lms modifi ed by oxyfl uorination-assisted graft polymerization. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2011, vol. 373, pp. 36–41. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2010.10.008
  9. Tretinnikov O. N., Pilipenko V. V., Prikhodchenko L. K. Benzophenone-initiated grafting photopolymerization of acrylic acid on the surface of polyethylene from the monomer aqueous solution without its deaeration. Polymer Science B. Chemistry, 2012, vol. 54, no. 9–10, pp. 427–433. https://doi.org/10.1134/s1560090412090060
  10. Li Z., Zhang W., Wang X., Mai Y., Zhang Y. Surface modifi cation of ultra high molecular weight polyethylene fi bers via the sequential photoinduced graft polymerization. Applied Surface Science, 2011, vol. 257, pp. 7600–7608. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.03.134

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».