Том 65, № 5 (2023)
ОБЗОРЫ
СИЛИКОНЫ В КОСМЕТИКЕ
Аннотация
Исследовано структурное разнообразие кремнийорганических соединений, использующихся в составах продуктов декоративных и уходовых косметических средств. Описаны уникальные физико-химические свойства силиконов, позволяющие задействовать их в качестве смягчающих и увлажняющих средств, эмульгаторов, пленкообразователей и регуляторов вязкости, антистатических и связующих веществ. Показаны механизмы действия силиконов различного строения, благодаря которым кремнийорганические соединения успешно применяют для придания косметике определенных свойств. Проведен сравнительный анализ эффективности силиконов в сравнении с природными соединениями, выполняющими аналогичные функции в составах косметических средств. Рассмотрен вопрос безопасности применения силиконов для здоровья человека.
КОМПОЗИТЫ
ВЛИЯНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НА КОМПЛЕКС ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА
Аннотация
Методом полимеризационного наполнения получены композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного ПЭ и наполнителей различного типа – пластинчатого (графен и нанопластины графита) и сферического (диоксид кремния). Исследованы деформационно-прочностные характеристики при растяжении образцов, полученных при различных режимах прессования. Установлено, что скорость охлаждения образцов при прессовании оказывает влияние на величины предела прочности при разрыве и модуля упругости при растяжении. Характеристики композитов, переработанных при низкой скорости охлаждения (10 град/ч), на 30% выше по сравнению с образцами, полученными при высокой скорости охлаждения (10 град/мин). Методами ДСК, ДМА и РСА показано, что способ охлаждения влияет на размер кристаллитов спрессованных образцов композиционных материалов.
КОМПОЗИТНЫЕ ВОЛОКНА НА ОСНОВЕ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗЫ, СОДЕРЖАЩИЕ БОР (III) КАК ПРЕКУРСОРЫ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
На основе твердых растворов целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде и ортоборной кислоты с последующим их переводом в вязкотекучее состояние получены композитные волокна, содержащие бор (III). Исследовано реологическое поведение растворов целлюлозы, отличающихся содержанием ортоборной кислоты и воды в условиях непрерывной и динамической сдвиговой нагрузки, подтверждающее межмолекулярное взаимодействие между компонентами. Показано, что физико-механические характеристики композитных волокон, полученных из 16%-ного раствора в N-метилморфолин-N-оксиде, сопоставимы с аналогичными показателями для гидратцеллюлозных волокон. Методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии исследован процесс превращения композитных волокон различного состава в углеродное волокно. Химические и структурно-морфологические свойства композитных гидратцеллюлозных и полученных из них углеродных волокон исследованы методами ИК-фурье-спектроскопии, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния установлено влияние соединений бора (III) на процесс карбонизации и образование графитоподобных структур в углеродном волокне.
ПОВЫШЕНИЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ УГЛЕПЛАСТИКОВ НА ОСНОВЕ ФТАЛОНИТРИЛОВ ВВЕДЕНИЕМ НЕТКАНЫХ ПОЛИАМИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Исследовано влияние внедрения полиамидного нетканого материала на термические и механические свойства полимерных композитных материалов на основе фталонитрилов и углеродной ткани. Показано, что добавление 3 мас. % нетканого материала из полиамида приводит к повышению удельной работы расслоения на 44%. При комнатной температуре упругие механические характеристики, такие как прочность и модуль упругости при сжатии, для модифицированного нетканым материалом композита повышаются на 12 и 100% соответственно. При помощи динамо-механического анализа установлено, что при достижении 169°C происходит плавление полиамида, однако сохраняется возможность эксплуатации композита выше данной температуры, что подтверждено механическими испытаниями при 200°C.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГУАНИДИНСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В КАЧЕСТВЕ БИОЦИДНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДОБАВОК ДЛЯ ВОДНО-ДИСПЕРСИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Исследована возможность применения органоминеральных комплексов полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в качестве функциональной добавки для водно-дисперсионной краски на основе поливинилацетата. Получены органоминеральные комплексы с содержанием гуанидинового полимера 20 и 30 мас. %; при этом наблюдалась интеркаляция цепей полигуанидина в межслоевое пространство монтмориллонита. Выявлено, что при введении органоминеральных комплексов в состав дисперсии поливинилацетата стабильность полимерной пленки к воздействию воды сохраняется, тогда как при добавлении свободного полигуанидина водостойкость пленки резко снижается. Существенного влияния органоминеральных комплексов на реологические характеристики дисперсии и ее седиментационную устойчивость не оказано. Испытания водно-дисперсионных красок с различными добавками показали, что при введении в материал органоминеральных комплексов предотвращается обрастание покрытия биопленками грамположительных бактерий Staphylococcus aureus и Rhodococcus erythropolis при сохранении удовлетворительных показателей твердости, водостойкости и паропроницаемости покрытий.
КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ И СЛОИСТЫХ СТРУКТУР
Аннотация
В работе представлены результаты механических и электрических испытаний композитных материалов на основе биоразлагаемых полимеров (поливиниловый спирт, полиакриламид, крахмал) и синтетических слоистых двойных гидроксидов (Ni–Al, Zn–Al) полученных двухстадийным (химическим) и одностадийным (плазмохимическим) методами. Одностадийный способ получения композитов заключается в формировании структур наполнителя в процессе горения низкотемпературной плазмы в объеме водного раствора полимера. В качестве прекурсоров использованы материалы электродов. Вне зависимости от метода получения формируются 2D гексагональные структуры, которые встраиваются в полимерную матрицу. Об этом свидетельствуют результаты ИК-спектроскопии, показывающие сдвиги основных характеристических полос и появление новых. Установлено, что слоистые наполнители могут быть как пластификаторами, так и упрочняющими агентами. Обнаружено влияние вязкости полимерной матрицы на механические характеристики композитов. Внедрение наполнителей меняет шероховатость поверхности, что приводит к увеличению гидрофобности композитов. Установлено, что вольт-амперные кривые композитов имеют нелинейный характер, что позволяет рассматривать такие композиты как гибкие аналоги нелинейных компонентов электроники.
ДЕСТРУКЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДЕГРАДАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНА ПРИ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Аннотация
Условия эксплуатации изделий из полимерных материалов оказывают существенное влияние на срок их службы. В данной статье представлены результаты исследования продолжительности воздействия естественных климатических факторов Республики Саха (Якутия) (зона очень холодного климата) на структуру и свойства полиэтилена марки 273-83. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что при продолжительном натурном экспонировании в материале протекают радикальные окислительные реакции, вызывающие снижение молекулярной массы полимера. Исследование показателя текучести расплава показало, что в полимере кроме реакций, сопровождающихся разрывом макромолекулярных цепей, протекают также процессы сшивания. Оба процесса приводят к снижению молекулярной массы полимера и расширению молекулярно-массового распределения. Изменение степени кристалличности и размеров ламелярных образований имеет немонотонный характер и определяется метеоусловиями в период экспонирования. Изменения интенсивности солнечного излучения, а также среднесуточных и сезонных температур окружающего воздуха в совокупности с химическими изменениями, протекающими в полимере при натурном экспонировании, приводят к появлению областей упорядоченных структур в аморфной фазе, в результате чего толщина аморфного пространства, обусловливающего пластичность материала, снижается. При этом напряжения в макромолекулярных цепях полимера, находящихся в аморфной фазе повышаются настолько, что полимер демонстрирует поведение хрупкого материала.