КІНЕТИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СИНТЕЗУ Й ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ СПРЯЖЕНИХ ПОЛІАМІНОАРЕНІВ ТА ПОЛІАКРИЛОВОЇ АБО ПОЛІМЕТАКРИЛОВОЇ КИСЛОТ
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2021-3-5Ключові слова:
полімерні електроліти, о-толуїдин, поліанілін, поліакрилова та поліметакрилова кислоти, кінетика полімеризації, електропровідністьАнотація
У статті наведені результати вивчення кінетичних закономірностей формування, структури, а також елек- тричних властивостей полімерних композитів на основі поліаміноаренових сполук, синтезованих окисною полі- меризацією аміноаренів (о-толуїдину або аніліну) у водних розчинах (гідрогелях) поліакрилової (ПАК) та поліме- такрилової кислот (ПМАК), методом in situ; з’ясовано нові можливості застосування таких систем. Досліджено вплив водорозчинних матриць поліакрилової або поліметакрилової кислот на кінетику окисної полімеризації аніліну, о-толуїдину. За допомогою методу ІЧ-спектроскопії вивчено будову та молекулярну структуру полімерних композитів ПАН−ПАК. На підставі вивчення електричних властивостей отриманих композитів з’ясовано, що концентраційна залежність питомої електропровідності від вмісту наповнювачів має перколяційний характер із «порогом пер- коляції», який залежить від природи полімерної матриці та поліаміноарену і становить 2,3−2,5% для композита ПоТІ−ПАК, 3−4% − для ПоТІ−ПМАК, 1,8% − для ПАН-ПАК і близько 2% − для ПАН−ПМАК. З’ясовано, що наявність іон-провідних матриць поліакрилової та поліметакрилової кислот суттєво змінює кінетику полімеризації аніліну та о-толуїдину, проте не впливає на напівпровідниковий характер електропровід- ності та оптичного поглинання, спряжених поліаміноаренів, що дозволяє використовувати утворені композити для виготовлення нових електропровідних полімерних матеріалів.
Посилання
Аксіментьєва О.І., Конопельник О.І., Ціж Б.Р. Гнучкі елементи оптичних сенсорів на основі спряжених полімерних систем. Sensor Electronics and Microsystem Technologies. 2011. № 2. С. 39−44.
Feron K., Lim R., Sherwood C. et al. Organic Bioelectronics: Materials and Biocompatibility. J Mol. Sci. 2018. No. 19 (8). P. 2382. DOI: 10.3390/ijms19082382.
Pandey S. Highly sensitive and selective chemiresistor gas/vapor sensors based n polyaniline nanocomposite: A comprehensive review. Journal of Science: Advanced Materials and Devices. 2016. Vol. 1. Issue 4. P. 431−453. DOI: 10.1016/j.jsamd.2016.10.005.
Євчук О.В., Аксіментьєва О.І., Горбенко Ю.Ю. Оптичні та електричні властивості композитів спряжених поліаміноаренів із полімерними електролітами. Вісник Львівського університету. Серія хімічна. 2012. Вип. 53. С. 352–356.
Аксіментьєва О.І. Електрохімічні методи синтезу та провідність спряжених полімерів. Львів : Світ, 1998. 153 с.
Hoa C.H., Liub C.D., Hsieha C.H. et al. High dielectric constant polyaniline/poly(acrylic acid) composites prepared by in situ polymerization. Synthetic Metals. 2008. Vol. 158. P. 630–637.
Ahn S.Y., An J.Lee. Review. Recent application developments of water-soluble synthetic polymers. J. Ind. Eng. Chem. 2014. № 20 (6). Р. 3913–3918. DOI: 10.1016/j.jiec.2014.01.006.
Homma T., Kondo M., Kawahara T. et al. Electrochemical polymerization of aniline in the presence of poly(acrylic acid) and characterization of the resulting films. Polymer. 2012. Vol. 53. P. 223–228. DOI: 10.1016/j.polymer.2011.11.038.
Мамуня Є.П., Юрженко М.В., Лебедєв Є.В. та ін. Електроактивні полімерні матеріали. Київ : Альфа Реклама, 2013. 402 с.
Аксіментьєва О.І., Ціж Б.Р., Чохань М.І. Сенсори контролю газових середовищ у харчовій промисловості та довкіллі : монографія. Львів : Піраміда, 2017. 284 с
Мартинюк Г.В., Аксіментьєва О.І. Дослідження структури полімерних плівок на основі полімерних гідрогелів та поліаніліну методом ІЧ-спектроскопії : збірник наук. праць ХVІІІ наук. конф. «Львівські хімічні читання-2021», м. Львів, 31 травня – 2 червня 2021 р. Львів : Видавництво від А до Я, 2021. Ф 1.
Власов П.В., Смирнов М.А., Боброва Н.В. и др. Синтез композиционных систем на основе сшитой полиакриловой кислоты и изучение их химической структуры методом ИК-спектроскопии. Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2012. Т. 17. № 3. С. 11–14.
Ельяшевич Г.К., Дмитриев И.Ю., Власов П.В. и др. Электроактивные гидрогели на основе сшитых полиакрилатов и проводящих полимеров : сборник трудов VI Всероссийской конференции «Физикохимия процессов переработки полимеров», 3–7 октября 2016 г. Иваново, 2016. С. 48.
Власов П.В. Электроактивные композиционные системы на основе полианилина и гидрогелей полиакриламида и полиакриловой кислоты : автореф. ... дисс. канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2016. 124 с.
Mazrouaa A.M., Abed M.Y., Mansour N.A. et al. Synthesis and Characterization of Poly-o-Anisidine Nanoparticles and their Nanocomposite. J. Mat. Sci. Eng. 2011. № 01 (01). DOI: 10.4172/2169-0022.1000103.
Лисенко Е.А., Клепко В.В. Нанокомпозитні полімерні електроліти: структура та властивості. Полімерний журнал. 2011. Т. 33. № 4. С. 307–315.
Мартинюк Г.В. Фізико-хімічні властивості композитів спряжених поліаміноаренів із діелектричними полімерними матрицями : дис. ... канд. хім. наук : 02.00.04. Львів, 2008. 139 с.
Аксіментьєва О.І., Конопельник О.І, Українець А.М. та ін. Анізотропія провідності та перколяційні явища в плівкових композитах спряжених поліаміноаренів із полівініловим спиртом. Фізика і хімія твердого тіла. 2004. Т. 5. № 1. С. 142−146.
Aksimentyeva О.I., Konopelnyk О.I. et al. Іnteraction of component and congactivity polyanilinepolymethylmethacrylate nanocomposites. Rev. Adv. Mater. Sci. 2010. Vol. 23. P. 30–34.
Bhadra J., Al-Thani N. Advances in blends preparation based on electrically conducting polymer. Emergent Materials. 2019. Vol. 2. Р. 67–77.
