Structural–Morphological and Rheological Features of Joint Solutions of Cellulose and PAN Copolymer in N-Methylmorpholine-N-Oxide

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Mixed 18% solutions of cellulose and PAN terpolymer containing methyl acrylate and methylsulfonate comonomers in N-methylmorpholine-N-oxide have been obtained over the entire range of compositions. All the obtained systems based on cellulose and PAN are biphasic, and the morphological features of the emulsions change from highly dispersed isotropic to fibrillar depending on the phase composition and the intensity of the deformation effect. At high shear stresses that emerge during preparation of the solutions in an extruder, all emulsions are characterized by the same microheterogeneous morphology, which is transformed into fibrillar by deformation. An IR spectroscopic study has established that in the preparation process, specific interactions occur between the functional groups of macromolecules of the cocomponents, leading to the formation of PAN/cellulose associates, which undergo hydrophobic repulsion along the interfaces. It is this process that initiates the fibrillation of the cellulose solution phase in the presence of a PAN solution during deformation. The rheological behavior of mixed solutions over the entire range of concentrations in continuous and dynamic modes at temperatures of 110–130°C is a direct consequence of the phase composition and morphological transformations occurring during deformation. Emulsion compositions characterized by viscoelastic properties that make it possible to successfully form composite fibers have been chosen.

About the authors

M. I. Vinogradov

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: makarov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

I. S. Makarov

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: makarov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

L. K. Golova

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: makarov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

G. N. Bondarenko

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: makarov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

V. G. Kulichikhin

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: makarov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Mikhailov N.V., Ukhanova Z.V., Karetina T.I. // Fibre Chem. 1959. № 1. P. 18.
  2. Mikhailov N.V., Smirnova B.N., Nessonova G.D. // Fibre Chem. 1971. V. 2. № 4. P. 314.
  3. Iovleva M.M., Smirnova V.N., Budnitskii G.A. // Fibre Chem. 2001. V. 33. P. 262.
  4. Hattori M., Yamazaki H., Saito M., Hisatani K., Okajima K. // Polym. J. 1996. № 28. P. 594.
  5. Zhang J., Yamagishi N., Gotoh Y. // Cellulose. 2019. V. 26. P. 889.
  6. Byrne N., Leblaisa A., Fox B. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 3424.
  7. Golova L.K. // Fibre Chemisty. 1996. V. 28. № 1. P. 5.
  8. Куличихин В.Г., Голова Л.К. Растворы целлюлозы в оксидах третичных аминов: межмолекулярные взаимодействия, структура, реология. Научные основы химической технологии углеводов. М.: Изд-во ЛКИ, 2008.
  9. Makarov I.S., Golova L.K., Kuznetsova L.K., Rebrov A.V., Berkovich A.K., Skvortsov I.Yu., Kulichikhin V.G. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. V. 87. P. 1351.
  10. Golova L.K., Makarov I.S., Vinogradov M.I., Kuznetsova L.K., Kulichikhin V.G. // Polymer Science A. 2018. V. 60. № 6. P. 756.
  11. Golova L.K., Bondarenko G.N., Makarov I.S., Kuznetsova L.K., Vinogradov M.I., Kulichikhin V.G. // Polymer Science A. 2020. V. 62. № 6. P. 597.
  12. Пат. 1645308 Россия. 1992.
  13. Пат. 2541473 Россия. 2014.
  14. Zhang W., Okubayashi S., Bechtold T. // Cellulose. 2005. V. 12. P. 267.
  15. Fink H.P., Weigel P., Purz H.J., Ganster J. // Prog. Polym. Sci. 2001. V. 26. P. 1473.
  16. Kulichikhin V., Golova L., Makarov I., Bondarenko G., Makarova V., Ilyin S., Skvortsov I., Berkovich A. // Eur. Polym. J. 2017. V. 92. P. 326.
  17. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М.: МГУ, 2012. С. 26.
  18. Feldstein M.M., Kiseleva T.I., Bondarenko G.N., Kostina J.V., Singh P., Cleary G.W. // J. App. Polym. Sci., 2009. V. 112. P. 1142.
  19. Nelson M.L., O’Connor R.T. // J. Appl. Polym. Sci. 1964. V. 8. P. 1325.

Supplementary files


Copyright (c) 2023 М.И. Виноградов, И.С. Макаров, Л.К. Голова, Г.Н. Бондаренко, В.Г. Куличихин

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».