Low-Temperature Ion-Plasma Pretreatment of Fibrous Systems during the Creation of Composite Heterogeneous Membranes

D. V. Terin; Терин Д. В.; M. M. Kardash; Кардаш М. М.; T. A. Turaev; Тураев Т. А.; D. V. Ainetdinov; Айнетдинов Д. В.

doi:10.31857/S2218117223040065

Low-Temperature Ion-Plasma Pretreatment of Fibrous Systems during the Creation of Composite Heterogeneous Membranes

作者: Terin D.¹, Kardash M.¹, Turaev T.¹, Ainetdinov D.¹
隶属关系:
1. Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
期: 卷 13, 编号 4 (2023)
页面: 291-300
栏目: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/2218-1172/article/view/138004
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223040065
EDN: https://elibrary.ru/RTDLSR
ID: 138004

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅存取

详细
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

In this paper, the objects of study are heterogeneous cation-exchange materials Polykon, obtained on a fibrous system that has undergone preliminary preparation by low-temperature high-frequency argon plasma at power of 400 W for 10 min at a pressure of 5 × 10^–5 mbar. As a fibrous system, a fabric made of novolac phenol-formaldehyde fibers—Kynol was used. The surface of the fibrous system before and after plasma treatment using scanning electron microscopy was studied. The hydrophilic/hydrophobic balance was examined on the surface of a fabric made of phenol-formaldehyde novolac fibers—Kynol (before and after treatment) and on heterogeneous cation-exchange materials Polykon, it was noted that on the treated FS and materials, a decrease in the rate of change in the work of wetting was observed. The paper presents the characteristic IR spectra of the samples under study, as well as a thermogravimetric analysis of heterogeneous cation-exchange materials Polykon (obtained on fibers before and after plasma treatment). The presented results indicate a significant effect of low-temperature ion-plasma treatment on the structure of novolac phenol-formaldehyde fibers and Polykon materials based on them.

关键词

ion-plasma treatment, fibrous system, polymer composite, reinforced ion-exchange membrane Polykon, novolak phenol-formaldehyde fiber

参考

Tewari P.K. Nanocomposite. Membrane. Technology. Fundamentals and applications. Boca Raton: CRC Press, 2016. 312 p.
Nanostructured polymer membranes / ed. by P.M. Visakh, O. Nazarenko. Wiley, 2016. 527 p.
Membranes science and technology series, V. 14. Elsevier B.V., 2011. 373 p.
Advanced membranes science and technology for sustainable energy and environmental applications / by ed. Angelo Basile, Suzana Pereira Nunes. Woodhead Publishing Ltd., 2011. 818 p.
Membranes technology. A practical guide to membrane technology and applications in food and bioprocessing. Elseveir Ltd., 2010. 289 p.
Advanced membrane technology and application / Ed. by Nerman N. Li. et al. Wiley, 2008. 994 p.
Апель П.Ю., Велизаров С., Волков А.В., Елисеева Т.В., Никоненко В.В., Паршина А.В., Письменская Н.Д., Попов К.И., Ярославцев А.Б. Фаулинг и деградация мембран в мембранных процессах // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 81–106.
Сарапулова В.В., Титорова В.Д., Никоненко В.В., Письменская Н.Д. Транспортные характеристики гомогенных и гетерогенных ионообменных мембран в растворах NaCl, CaCl2 и Na2SO4 // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9 № 3. С. 198–213.
Sarapulova V., Shkorkina I., Mareev S., Pismenskaya N., Kononenko N., Larchet C., Dammak L., Nikonenko V. Transport Characteristics of Fujifilm Ion-Exchange Membranes as Compared to Homogeneous Membranes АМХ and СМХ and to Heterogeneous Membranes MK-40 and MA-41 // Membranes. 2019. V. 9. P. 84.
Garbassi K., Morra M., Ochiello E. Polymer Surfaces: From Physics to Technology, Revis ed and Updated Edition // Polymer Surfaces. New York, USA. 1994. 462 p.
Осада И. Плазменная полимеризация и плазменная обработка полимеров // Высокомолек. соед. 1988. Т (А)XXX. № 9. С. 1815–1831.
Danmei Sun Surface Modification of Natural Fibers Using Plasma Treatment / In book Biodegradable Green Composites Editor(s): Susheel Kalia, Ch. 2. 2016. P. 1–27. https://doi.org/10.1002/9781118911068.ch2
Sanja Ercegović Ražić, Ružica, Čunko, Lorenzo Bautista, Vili Bukošek Plasma effect on the chemical structure of cellulose fabric for modification of some functional properties // Procedia Engineering. 2017. V. 200. P. 333–340.
Luis Alfonso Can-Herrera, Andrés Iván Oliva, José Manuel, Cervantes-Uc Enhancement of chemical, physical, and surface properties of electrospun PCL/PLA blends by means of air plasma treatment // Polym Eng Sci. 2022. V. 62. P. 1608–1618. https://doi.org/10.1002/pen.25949
Елинсон В.М., Слепцов В.В., Дмитриев С.Н., Кравец Л.И. Ионно-плазменная модификация полимерных трековых мембран – создание новых материалов для технологии микроэлектроники // https:// inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/32/ 051/32051670.pdf
Абдуллина В.Х., Давлетбаев Р.С. Плазменные методы активации поверхности полиолефиновых волокон // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4 (3). 201. С. 656–659.
Сергеева Е.А., Букина Ю.А., Ибатуллина А.Р. Влияние плазменной обработки на физико-механические свойства волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Вестник Казанского технологического университета. 2012. С. 116–119.
Фазылова Д.И., Зенитова Л.А., Штейнберг Е.М., Абдуллин И.Ш. Изучение влияния плазмообразующего газа на структуру текстильных волокон // Вестник Казанского технологического университета, 2011. С. 52–57.
Сергеева Е.А., Зенитова Л.А., Ершов И.П., Шаехов М.Ф. Зависимость прочности связи армирующего наполнителя с матрицей от параметров плазменной обработки // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 89–91.
Ершов И.П., Сергеева Е.А., Зенитова Л.А., Абдуллин И.Ш. Влияние плазменной обработки на поверхностные свойства стекловолокна // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 97–99.
http://www.kynol.de/.
Application of viscose nonwoven fabrics as a fibrous frame of Polykon mosaic membranes / Kardash M.M., Terin D.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2020. V. 2. № 1. P. 63–69.
Influence of the Process Parameters of Obtaining Polykon Mosaic Membranes on Their Structure and Properties / Terin D.V., Tsylyaev S.V., Cherkasov V.V., Kardash M.M. // Fibre Chemistry. 2022. V. 53. № 6. P. 434–436.
Kardash M.M., Aleksandrov G.V., Vol’fkovich Y.M. Intentional regulation of the structure and properties of Polykon materials // Fibre Chemistry. 2011. V. 42. № 5. P. 308–312.
Surface Science Instruments [Электронный ресурс] // Biolin Scientific [Электронный ресурс]: [сайт]. – URL: www.biolinscientific.com (дата обращения: 15.03.2023). – Загл. с экрана. – Яз. англ.
Features of synthesis of anion exchange matrix “Polykon A” with oxidated ultrafine additives on lavsan textile bases / Strilets I.D., Kardash M.M., Terin D.V., Tsyplyayev S.V., Druzhinina T.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2020. V. 2. № 5. P. 325–331.
Sumit Parvate, Prakhar Dixit. Sujay Chattopadhyay Superhydrophobic surfaces: insights from theory and experiment // The Journal of Physical Chemistry B. 2020. V. 124. № 8. P. 1323–1360. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.9b08567
Пономарева М.А., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Использование уравнения Дюпре–Юнга для решения задачи о растекании жидкости при ограниченном смачивании // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 1 (2). С. 90–96.