PREPARATION OF NEW HARD ELASTIC POLYMERIC MATERIAL BASED ON ULTRA-HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE

О. V. Аrzhakova; Аржакова О. В.; А. Yu. Yarusheva; Ярышева А. Ю.; A. I. Nazarov; Назаров А. И.; А. А. Dolgova; Долгова А. А.; A. L. Volynskii; Волынский А. Л.

doi:10.31857/S2686953522600623

Создание нового жестко-эластичного полимерного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Авторы: Аржакова О.В.¹, Ярышева А.Ю.¹, Назаров А.И.¹, Долгова А.А.¹, Волынский А.Л.¹
Учреждения:
1. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет
Выпуск: Том 510, № 1 (2023)
Страницы: 80-86
Раздел: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
URL: https://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/651979
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686953522600623
EDN: https://elibrary.ru/OVTCHR
ID: 651979

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация

Предложен новый подход к созданию жестко-эластичного полимерного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с использованием стратегии крейзинга полимеров. Данный подход включает в себя процесс деформирования исходных пленок сверхвысокомолекулярного полиэтилена по механизму межкристаллитного крейзинга и последующий процесс низкотемпературной обратимой деформации при снятии напряжения. В результате материал приобретает новые свойства, типичные для жестко-эластичных материалов: восстановление пористой структуры при повторном деформировании на воздухе до ~20 об. % с размерами пор в нанометровом диапазоне (менее 10 нм), высокая обратимость деформации (50–85%), эффект открытия и закрытия пор при нагружении в циклическом режиме. Предложен механизм данного явления и обозначены области практического использования такого рода механочувствительного материала.

Ключевые слова

сверхвысокомолекулярный полиэтилен, крейзинг, мезопористая структура, жестко-эластичный полимерный материал, механочувствительные полимерные материалы

Список литературы

Kurtz S.M. The UHMWPE handbook: Ultra-high molecular weight polyethylene in total joint replacemen. 1st edition. San Diego, CA, USA: Elsevier, 2004. 396 p.
Hussain M., Naqvi R.A., Abbas N.R., Khan S.M., Nawaz S., Hussain A., Zahra N., Khalid M.W. // Polymers. 2020. V. 12. № 2. P. 323. https://doi.org/10.3390/polym12020323
Ahmed D.S., El-Hiti G.A., Yousif E., Ali A.A., Hame-ed A.S. // J. Polym. Res. 2018. V. 25. P. 75. https://doi.org/10.1007/s10965-018-1474-x
Samad M.A., Sinha S.K. // Tribol. Let. 2010. V. 38. P. 301−311. https://doi.org/10.1007/s11249-010-9610-8
Salimon A.I., Statnik E.S., Zadorozhnyy M.Yu., Sena-tov F.S., Zherebtsov D.D., Safonov A.A., Korsunsky A.M. // Materials. 2019. V. 12. № 13. P. 2195. https://doi.org/10.3390/ma12132195
Submicron porous materials. Bettotti P. (Ed.). Springer, 2017. 346 p.
Sprague B.S. // J. Macromol. Sci., Part B. 1973. V. 8. P. 157–187. https://doi.org/10.1080/00222347308245798
Xie J.Y., Xu R.J., Lei C.H. // Chinese J. Polym. Sci. 2020. V. 38. № 12. P. 1325−1334. https://doi.org/10.1007/s10118-020-2432-8
Lin Y., Li X., Meng L., Chen X., Lv F., Zhang Q., Zhang R., Li L. // Macromolecules. 2018. V. 51. № 7. P. 2690−2705. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b00255
Lin Y., Li X., Chen X., An M., Zhang Q., Wang D., Chen W., Sun L., Yin P., Meng L., Li L. // Polymer. 2019. V. 184. P. 121930. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.121930
Okkelman I.A., Dolgova A.A., Banerjee S., Kerry J.P., Volynskii A., Arzhakova O.V., Papkovsky D.B. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 15. P. 13587−13592. https://doi.org/10.1021/acsami.7b00405
Arora P., Zhang Z. // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 10. P. 4419−4462. https://doi.org/10.1021/cr020738u
Elyashevich G., Karpov E., Kozlov A. // Macromol. Symp. 1999. V. 147. № 1. P. 91−101. https://doi.org/10.1002/masy.19991470110
Xie J., Xu R., Lei C. // Polymer. 2018. V. 158. № 5. P. 10−17. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2018.10.047
Stribeck N., Zeinolebadi A., Fakirov S., Bhattacharyya D., Botta S. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2013. V. 14. № 3. P. 035006. https://doi.org/10.1088/1468-6996/14/3/035006
Arzhakova O.V., Nazarov A.I., Solovei A.R., Dolgova A.A., Kopnov A.Yu., Chaplygin D.K., Tyubaeva P.M., Yarysheva A.Yu. // Membranes. 2021. V. 11. P. 834−852. https://doi.org/10.3390/membranes11110834
Arzhakova O.V., Kovalenko S.M., Kopnov A.Yu., Naza-rov A.I., Kopnova T.Yu., Shpolvind N.A., Tyubaeva P.M., Cherdyntseva T.A., Yarysheva A.Yu., Dolgova A.A., Volynskii A.L. // Rus. J. Gen. Chem. 2021. V. 91. № 11. P. 2249–2256. https://doi.org/10.1134/S1070363221110104
Arzhakova O.V., Kopnov A.Yu., Nazarov A.I., Dolgova A.A., Volynskii A.L. // Polymer. 2020. V. 186. 122020. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.122020
Volynskii A.L., Bakeev N.F. Surface phenomena in the structural and mechanical behaviour of solid polymers. London, New York: Taylor & Francis, 2016. 526 p.
Arzhakova O.V., Dolgova A.A., Yarysheva A.Yu., Nikishin I.I., Volynskii A.L. // ACS Appl. Polym. Mater. 2020. V. 2. № 6. P. 2338–2349. https://doi.org/0.1021/acsapm.0c00288
Deblieck R.A.S., van Beek D.J.M., Remerie K., Ward M.I. // Polymer. 2011. V. 52. № 4. P. 2979−2990. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2011.03.055
Yarysheva A.Yu., Bagrov D.V., Kechek’yan P.A., Rukh-lya E.G., Bakirov A.V., Yarysheva L.M., Chvalun S.N., Volynskii A.L. // Polymer. 2019. V. 169. P. 234−242. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.02.066
Roenko A.O., Trofimchuk E.S., Efimov A.V., Armeev G.A., Nikonorova N.I., Nikolaev A.Yu., Volynskii A.L. // Polym. Sci., Ser. A. 2021. V. 63. № 5. P. 471–484. https://doi.org/10.1134/S0965545X21050126
Racherla V., Lopez-Pamies O., Castaneda P.P. // Mech. Mater. 2010. V. 42. № 4. P. 451−468. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2009.11.005
Arzhakova O.V., Dolgova A.A., Rukhlya E.G., Volyn-skii A.L. // Polymer. 2019. V. 161. P. 151–161. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2018.12.018