Influence of Crystal Structure on the Set of Physicomechanical Characteristics of Composite Materials Based on Ultra-High Molecular Weight Polyethylene

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Composite fibers containing boron(III) have been obtained based on solid solutions of cellulose in N-methylmorpholine-N-oxide and orthoboric acid with their subsequent transformation into a viscous-flow state. The rheological behavior of cellulose solutions with different content of orthoboric acid and water studied under conditions of continuous and dynamic shear loading has confirmed the intermolecular interaction between the components. It has been shown that the mechanical characteristics of the composite fibers obtained from a 16% solution in N-methylmorpholine-N-oxide are comparable to these for hydrated cellulose fibers. The process of transformation of the composite fibers of various compositions into carbon fiber has been investigated by means of thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry. Chemical, structural and morphological properties of composite hydrated cellulose fibers and carbon fibers obtained from them have been studied using FTIR-spectroscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The influence of boron(III) compounds on the carbonization process and the formation of graphite-like structures in carbon fiber has been investigated by Raman-spectroscopy.

About the authors

A. S. Zabolotnov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabolotnov.ru@gmail.com
119991, Moscow, Russia

S. S. Gostev

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabolotnov.ru@gmail.com
119991, Moscow, Russia

I. A. Maklakova

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabolotnov.ru@gmail.com
119991, Moscow, Russia

A. V. Bakirov

Enikolopov Institute of Synthetic Polymer Materials, Russian Academy of Sciences; Kurchatov Institute National Research Center

Email: zabolotnov.ru@gmail.com
117393, Moscow, Russia; 119454, Moscow, Russia

L. A. Novokshonova

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: zabolotnov.ru@gmail.com
119991, Moscow, Russia

A. A. Kiyasov

MIREA Russian Technological University

Author for correspondence.
Email: zabolotnov.ru@gmail.com
119454, Moscow, Russia

References

  1. Gürgen S. // Polym. Degrad. Stab. 2022. V. 199. P. 109912.
  2. Gürgen S. // Composites B.2019. V. 173. P. 106967.
  3. Dangsheng X. // Mater. Lett. 2005. V. 59. № 2–3. P. 175.
  4. Gürgen S., Sert A., Kuşhan M.C. // J. Appl. Polym. Sci. 2021. V. 138. № 16. P. 50245.
  5. Aliyu I.K., Azam M.U., Lawal D.U. // Arabian J. Sci. Eng. 2019. V. 849. № 45. P. 849.
  6. Rodrigues M.M., Fontoura C.P., Maddalozzo A.E., Leidens L.M., Quevedo H.G., Souza K. dos S., Crespo J. da S., Michels A.F., Figueroa C.A., Aguzzoli C. // Composites B. 2020. V. 189. P. 107909.
  7. Panin S.V., Kornienko L.A., Ivanova L.R., Nguen Suan T., Poltaranin M. A., Shil’ko S.V. // J. Frict. Wear. 2014. V. 35. № 4. P. 444.
  8. Pettarin V., Churruca M.G., Felhos D., Karger-Kocsis J., Frontini P.M. // Wear. 2010. V. 269. P. 31.
  9. Gogoleva O.V., Petrova P.N., Popov S.N., Okhlopkova A.A. // J. Frict. Wear. 2015. V. 36. №. 4. P. 301.
  10. Tong J., Ma Y., Arnell R.D., Ren L. // Composites A. 2006. V. 37. P. 38
  11. Новокшонова Л.А., Мешкова И.Н. // Высокомолек. соед. 1994. Т. 36. № 4. С. 629.
  12. Yusrina M.D., Tan W.S. // Proc. Adv. Mater., Eng. Technol. 2020. V. 2291. P. 020029-1.
  13. Chang B.P., Akil H.M., Nasir R.B., Khan A. // Tribol. Int. 2015. V. 88. P. 252.
  14. Chang B.P., Akil H.M., MD Nasir R.B. // Sains Malaysiana. 2015. V. 44. № 6. P. 819.
  15. Aderikha V.N., Shapovalov V.A., Krasnov A.P. // Composites. 2008. V. 29. № 4. P. 318.
  16. Liu C.Y., Ishigami A., Kurose T., Ito H. // J. Polym. Eng. 2019. V. 9. № 3. P. 264.
  17. Panin S.V., Kornienko L.A., Ivanova L.R., Nguen Suan T., Poltaranin M.A., Shil’ko S.V. // J. Frict. Wear. 2014. V. 35. № 4. P. 290.
  18. Wood W.J., Maguire R.G., Zhong W.H. // Composites B. 2011. V. 42. P. 584.
  19. Panin S.V., Kornienko L.A., Alexenko V.O., Buslovich D.G., Bochkareva S.A., Lyukshin B.A. // Materials. 2020. V. 13. P. 338.
  20. Samad M.A., Sinha S.K. // Trib. Int. 2011. V. 44. P. 1932.
  21. Diabb J.M., Leija Guti’errez H.M., C’ardenas E.S., Mamidi N., Elías-Zúñiga A., Morales-Avalos R., Villela-Castrejón J. // J. Mech. Behavior Biomed. Mater. 2021. V. 120. P. 104554.
  22. An Y., Tai Z., Qi Y., Yan X., Xue Q., Liu B., Pei J. // J. Appl. Polym. Sci. 2014. V. 131. № 1. P. 39640.
  23. Pang W., Jialiang W.P., Zhang W.Q. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 55536.
  24. Chen X., Zhang S., Zhang L., Zhu P., Zhang G. // Polymers. 2021. V. 13. P. 482.
  25. Nazarov V.G., Stolyarov V.P., Doronin F.A., Evdokimov A.G., Rytikov G.O., Brevnov P.N., Zabolotnov A.S., Novokshonova L.A., Berlin A.A. // Polymer Science A. 2019. V. 61. № 3. P. 325.
  26. Юхаева Г.Р. Дис. … канд. хим. наук. М.: ИХФ РАН, 2012.
  27. Shiyanova K.A., Gudkov M.V., Gorenberg A.Y. // ACS Omega. 2020. № 5. V. 39. P. 25148.
  28. Liang G., Xu J., Xu W. // J. Appl. Polym. Sci. 2004. V. 91. № 5. P. 3054.
  29. Simis K.S., Bistolfi A., Bellare A., Pruitt L.A. // Biomaterials. 2006. V. 27. № 9. P. 1688.
  30. Guofang G., Huayong Y., Xin F. // Wear. 2004. V. 256. № 1. P. 88.
  31. Panin S., Kornienko L., Piriyaon S., Ivanova L., Shil’ko S., Pleskachevskii Y., Orlov V.M. // J. Frict. Wear. 2011. V. 32. № 4. P.269.
  32. Liu C., Qiu H., Liu C.J., Zhang J. // Polym. Compos. 2012. V. 33. № 11. P. 1987.
  33. Qun Y., Run Z., Mingfei L., Ping X., Lichao L. // Polymers. 2023. № 15. P. 186.
  34. Guojun S., Zhen C., Xiaotian Y., Qiuyi W. // Mater. Chem. Phys. 2019. № 236. P. 121778.
  35. Anqi L., Fuzhen L., Kancheng M., Zishou Z. // Adv. Polym. Tec. 2022. V. 1. P. 1.
  36. Jing H., Siyue D., Wenge Z., Wenya L., Hua L. // Polym. Adv. Technol. 2013. № 24. P. 888.
  37. Sattari M., Mirsalehi S.A., Khavandi A., Alizadeh O., Naimi-Jamal M.R. // J. Therm. Analysis Calorimetry. 2015. V. 122. P. 1319.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (253KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.С. Заболотнов, С.С. Гостев, И.А. Маклакова, А.В. Бакиров, Л.А. Новокшонова, А.А. Киясов

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».