Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X (print)
ISSN 3033-733X (online)
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2024, № 4, аннотации статей
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Химическая устойчивость мелкозернистой керамики на основе фосфата
Nd0,33Zr2(PO4)3 со структурой коснарита при повышенных температурах

Л. С. Алексеева, А. В. Нохрин, А. И. Орлова, М. С. Болдин,
А. В. Воронин, А. А. Мурашов, В. Н. Чувильдеев

Исследована химическая устойчивость мелкозернистой керамики Nd0,33Zr2(PO4)3, которая может быть использована для иммобилизации редкоземельных элементов, входящих в состав высокоактивных компонент радиоактивных отходов. Монофазные субмикронные порошки фосфата Nd0,33Zr2(PO4)3со структурой минерала коснарита получены методом коллоидно-химического синтеза. Порошки последовательно отжигали при температурах 600, 800 и 900 °С в течение 6 ч на каждой стадии. Методом электроимпульсного (“искрового”) плазменного спекания (ЭИПС) получена керамика на основе фосфата Nd0,33Zr2(PO4)3со структурой минерала коснарита. Относительная плотность керамики составляет 89,9 %, средний размер зерна керамики — 5 – 20 мкм. Изучена химическая устойчивость полученных мелкозернистых керамик в статическом режиме при 90 °C в дистиллированной и минеральной водах, а также в кислой (0,1М HCl) и щелочной средах (0,01М NaOH). Керамики обладают высокой гидролитической устойчивостью. Исследовано влияние контактной среды на скорость и механизм выщелачивания неодима из поверхности образцов мелкозернистых керамик Nd0,33Zr2(PO4)3. Для анализа полученных зависимостей скорости выщелачивания Riот времени t эксперимента использована модель де Гроота – ван дер Слоота. Показано, что выщелачивание Nd в кислой среде происходит за счет вымывания с поверхности керамики, в щелочной среде и минеральной воде — за счет диффузии из внутренних слоев, в дистиллированной воде — за счет растворения поверхностного слоя керамики.

Ключевые слова: минералоподобные матрицы, коснарит, керамика, гидролитические испытания, механизм выщелачивания.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-5-16
Алексеева Людмила Сергеевна — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), младший научный сотрудник, специалист в области синтеза новых материалов. E-mail: golovkina_lyudmila@mail.ru.
Нохрин Алексей Владимирович — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области диффузионных процессов. E-mail: nokhrin@nifti.unn.ru.
Орлова Альбина Ивановна — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), доктор химических наук, главный научный сотрудник, специалист в области синтеза новых материалов. E-mail:
albina.orlova@gmail.com.
Болдин Максим Сергеевич — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области электроимпульсного (“искрового”) плазменного спекания. E-mail: boldin@nifti.unn.ru.
Воронин Алексей Валерьевич — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), инженер, специалист в области электроимпульсного (“искрового”) плазменного спекания. E-mail:
voronin@nifti.unn.ru.
Мурашов Артем Александрович — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), инженер, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: aamurashov@nifti.unn.ru.
Чувильдеев Владимир Николаевич — Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, специалист в области диффузионных процессов. E-mail: chuvildeev@nifti.unn.ru.
Ссылка на статью:
Алексеева Л.С., Нохрин А.В., Орлова А.И., Болдин М.С., Воронин А.В., Мурашов А.А., Чувильдеев В.Н. Химическая устойчивость мелкозернистой керамики на основе фосфата Nd0,33Zr2(PO4)3со структурой коснарита при повышенных температурах. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-5-16
Литература содержит 40ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Алексеева Л.С., Нохрин А.В., Орлова А.И., Болдин М.С., Воронин А.В., Мурашов А.А., Чувильдеев В.Н. Химическая устойчивость мелкозернистой керамики на основе фосфата Nd0,33Zr2(PO4)3со структурой коснарита при повышенных температурах. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-5-16
1. Donald I.W., Metcalfe B.L., Taylor R.N.J. The immobilization of high level radioactive wastes using ceramics and glasses. Journal of Materials Science, 1997, v. 32, pp. 5851 – 5887. https://doi.org/10.1023/A:1018646507438.
2. Stefanovsky S.V., Yudintsev S.V., Gieré R., Lumpkin G.R. Nuclear waste forms. Energy, Waste and Environment: Geological Society of London Special Publications, 2004, v. 236, pp. 37 – 63. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2004.236.01.0.
3. Caurant D., Majerus O., Loiseau P., Bardez I., Baffier N., Dussossoy J.L. Crystallization of neodymium — rich phases in silicate glasses developed for nuclear waste immobilization. Journal of Nuclear Materials, 2006, v. 354, no. 1 – 3, pp. 143 – 162. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.03.014.
4. Маслаков К.И., Тетерин Ю.А., Стефановская О.И., Калмыков С.Н., Тетерин А.Ю., Иванов К.Е., Данилов С.С., Юдинцев С.В., Мясоедов Б.Ф. Изучение методом РФЭС керамик на основе муратаита, содержащих лантаниды. Радиохимия, 2021, т. 63, № 6, c. 572 – 581. https://doi.org/10.31857/S0033831121060095. / Maslakov K.I., Teterin Yu.A., Stefanovskaya O.I., Kalmykov S.N., Teterin A.Yu., Ivanov K.E., Danilov S.S., Yudintsev S.V., Myasoedov B.F. X-Ray photoelectron spectroscopy of murataite ceramics containing lanthanides. Radiochemistry, 2021, v. 63, pp. 801 – 810. https://doi.org/10.1134/S1066362221060126
5. Orlova A.I., Ojovan M.I. Ceramic mineral waste-forms for nuclear waste immobilization. Materials, 2019, v. 12, no. 16, art. 2638. https://doi.org/10.3390/ma12162638
6. Zhao Z., Hu P., Yang Y., Wang L., Xie H., Yin W., Liu J., Ding Y. Hot pressing preparation of Y2Ti2O7-based glass – ceramics as potential waste forms for actinide immobilization. Ceramics International, 2023, v. 49, no. 2, pp. 2515 – 2521, https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.227
7. Bhuiyan A., Wong V., Abraham J.L., Aughterson R.D., Kong L., Farzana R., Gregg D.J., Sorrell C.C., Zhang Y., Koshy P. Phase assemblage and microstructures of Gd2Ti2-xZrxO7 (x = 0.1–0.3) pyrochlore glass — ceramics as potential waste forms for actinide immobilization. Materials Chemistry and Physics, 2021, v. 273, art. 125058, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.125058.
8. Wei T., Zhang Y., Kong L., Kim Y.J., Xu A., Karatchevtseva I., Scales N., Gregg D.J. Hot isostatically pressed Y2Ti2O7 and Gd2Ti2O7 pyrochlore glass – ceramics as potential waste forms for actinide immobilization. Journal of the European Ceramic Society, 2019, v. 39, no. 4, pp. 1546 – 1554. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2018.11.012
9. Guo Y., Zhang Y., Allix M., Feng S., Sun H., Genevois C., Véron E., Li J. Rapid solidification synthesis of novel (La,Y)2(Zr,Ti)2O7 pyrochlore-based glass-ceramics for the immobilization of high-level wastes. Journal of the European Ceramic Society, 2021, v. 41, no. 14, pp. 7253 – 7260. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.07.051
10. Zhang Y., Kong L., Ionescu M., Gregg D.J. Current advances on titanate glass-ceramic composite materials as waste forms for actinide immobilization: A technical review. Journal of the European Ceramic Society, 2022, v. 42, no. 5, pp. 1852 – 1876. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.12.077
11. Wang J., Wang J.-X., Zhang Y.-B., Wei Y.-F., Zhang K.-B., Tan H.-B., Liamg X.-F. Order-disorder phase structure, microstructure and aqueous durability of (Gd, Sm)2(Zr, Ce)2O7 ceramics for immobilizing actinides. Ceramics International, 2019, v. 45, no. 14, pp. 17898 – 17904. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.006
12. Vinokurov S.E., Kulyako Yu.M., Perevalov S.A., Myasoedov B.F. Immobilization of actinides in pyrochlore-type matrices produced by self-propagating high-temperature synthesis. Comptes Rendus Chimie, 2007, v. 10, no. 10 – 11, pp. 1128 – 1130, https://doi.org/10.1016/j.crci.2007.04.011
13. Bykov D.M., Konings R.J.M., Orlova A.I. High-temperature investigations of the rare earth NZP phosphates R1/3Zr2(PO4)3 (R=La, Nd, Eu, Lu) by drop calorimetry. Journal of Alloys and Compounds, 2007, v. 439, no. 1 – 2, pp. 376 – 379. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.11.120
14. Bykov D.M., Konings R.J.M., Apostolidis C., Hen A., Colineau E., Wiss T., Raison P. Synthesis and investigation of neptunium zirconium phosphate, a member of the NZP family: crystal structure, thermal behaviour and Mossbauer spectroscopy studies. Dalton Transactions, 2017, v. 46, no. 35, pp. 11626 – 11635. https://doi.org/10.1039/C7DT02110K
15. Быков Д.М., Орлова А.И., Томилин С.В., Лизин А.А., Ликиных А.Н. Америций и плутоний в фосфатах тригонального строения (тип NZP) Am1/3[Zr2(PO4)3] и Pu1/4[Zr2(PO4)3]. Радиохимия, 2006, т. 48, № 3, c. 211 – 216. / Bykov D.M., Orlova A.I., Tomilin S.V., Lizin A.A., Lukinykh A.N. Americium and Plutonium in Trigonal Phosphates (NZP Type) Am1/3[Zr2(PO4)3] and Pu1/4[Zr2(PO4)3]. Radiochemistry, 2006, v. 48, no. 3, pp. 234 – 239. https://doi.org/10.1134/S1066362206030052
16. Bois L., Guittet M.J., Carrot F., Trocellier P., Gautier-Soyer M. Preliminary results on the leaching process of phosphate ceramics, potential hosts for actinide immobilization. Journal of Nuclear Materials, 2001, v. 297, no. 2, pp. 129 – 137. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00607-9.
17. Yang H., Teng Y., Ren X., Wu L., Liu H., Wang S., Xu L. Synthesis and crystalline phase of monazite-type Ce1−xGdxPO4 solid solutions for immobilization of minor actinide curium. Journal of Nuclear Materials, 2014, v. 444, no. 1 – 3, pp. 39 – 42. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.09.010
18. Zeng P., Teng Y., Huang Y., Wu L., Wang X. Synthesis, phase structure and microstructure of monazite-type Ce1−xPrxPO4 solid solutions for immobilization of minor actinide neptunium. Journal of Nuclear Materials, 2014, v. 452, no. 1 – 3, pp. 407 – 413. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.05.068
19. Dacheux N., Clavier N., Robisson A.-C., Terra O., Audubert F., Lartigue J.-É., Guy C. Immobilisation of actinides in phosphate matrices. Comptes Rendus Chimie, 2004, v. 7, no. 12, pp. 1141 – 1152. https://doi.org/10.1016/j.crci.2004.02.019
20. Potanina E., Golovkina L., Orlova A., Nokhrin A., Boldin M., Sakharov N. Lanthanide (Nd, Gd) compounds with garnet and monazite structures. Powders synthesis by “wet” chemistry to sintering ceramics by Spark Plasma Sintering. Journal of Nuclear Materials, 2016, v. 473, pp. 93 – 98. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.02.014
21. Rák Zs., Ewing R.C., Becker U. Ferric garnet matrices for immobilization of actinides. Journal of Nuclear Materials, 2013, v. 436, no. 1–3, pp. 1 – 7. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.01.290
22. Ding Y., Long X., Peng S., Zhang D., Tan Z., Lu X. Phase evolution and aqueous durability of Zr1−x−yCexNdyO2−y/2 ceramics designed to immobilize actinides with multi-valences. Journal of Nuclear Materials, 2017, v. 487, pp. 297 – 304. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2017.02.024
23. Gao X., Huang Y., Teng Y., Yan M., Zhang H., Tuo X., Peng S. Fabrication and chemical durability of hot-pressed Na-bearing fluorapatite-type Ca8Sm1Na1(PO4)6F2 ceramic for immobilization of trivalent minor actinide. Journal of Nuclear Materials, 2018, v. 507, pp. 297 – 305. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2018.05.017
24. Huang Y., Zhang H., Zhou X., Peng S. Synthesis and microstructure of fluorapatite-type Ca10-2xSmxNax(PO4)6F2 solid solutions for immobilization of trivalent minor actinide. Journal of Nuclear Materials, 2017, v. 485, pp. 105 – 112. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.12.032
25. Ding Y., Lu X., Dan H., Shu X., Zhang S., Duan T. Phase evolution and chemical durability of Nd-doped zircon ceramics designed to immobilize trivalent actinides. Ceramics International, 2015, v. 41, no. 8, pp. 10044 – 10050. https://doi.org/10.1016/j.ceramint. 2015.04.092
26. Xiong Y., Li J., Zhao D., Dan H., Ding Y. High capacity synergistic immobilization of simulated trivalent acti­nides by zirconia/zircon multiphase ceramics. Ceramics International, 2023, v. 49, no. 2, pp. 2472 – 2477. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.221
27. Alamo J., Roy R. Crystal chemistry of the NaZr2(PO4)3, NZP or CTP, structure family. Journal of Material Science, 1986, v. 21, no. 2, pp. 444 – 450. http://dx.doi.org/10.1007/BF01145507
28. Orlova A.I. Crystalline phosphates for HLW immobilization — composition, structure, properties and production of ceramics. Spark Plasma Sintering as a promising sintering technology. Journal of Nuclear Materials, 2022, v. 559, art. 153407. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153407
29. Wang J., Wei Y., Wang J., Zhang X., Wang Y., Li N. Simultaneous immobilization of radionuclides Sr and Cs by sodium zirconium phosphate type ceramics and its chemical durability. Ceramics International, 2022, v. 48, no. 9, pp. 12772 – 12778. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.147
30. Wang Y., Zhou Y., Song Y., Yang L., Liu F. Mechanical and thermal expansion studies on Ca0.5Sr0.5Zr4-xTixP6O24 ceramics. Ceramics International, 2018, v. 44, pp. 16698 – 16702. https://doi.org/10.1016/j.ceramint. 2018.06.097
31. Орлова А.И., Корытцева А.К., Канунов А.Е., Чувильдеев В.Н., Москвичева А.В., Сахаров Н.В., Болдин М.С., Нохрин А.В. Высокоскоростное элект­ро­импульсное спекание керамических материалов на основе фосфатов со структурой NaZr2(PO4)3. Неор­ганические материалы, 2012, т. 48, № 3, c. 372 – 377. / Orlova A.I., Koryttseva A.K., Kanunov A.E., Chuvil’deev V.N., Moskvicheva A.V., Sakharov N.V., Boldin, M.S., Nokhrin A.V. Fabrication of NaZr2(PO4)3-type ceramic materials by spark plasma sintering. Inorganic Materials, 2012, v. 48, no. 3, pp. 313 – 317. https://doi.org/10.1134/S002016851202015X
32. Tokita M. Progress in spark plasma sintering (SPS) method, system, ceramics applications and industrialization. Ceramics, 2021, v. 4, no. 2, pp. 160 – 198. https://doi.org/10.3390/ceramics4020014
33. Orlova A.I., Volgutov V.Yu., Mikhailov D.A., Bykov D.M., Skuratov V.A., Chuvil’deev V.N., Nokhrin A.V., Boldin M.S., Sakharov N.V. Phosphate Ca1/4Sr1/4Zr2(PO4)3 of the NaZr2(PO4)3 structure type: synthesis of a dense ceramic material and its radiation testing. Journal of Nuclear Materials, 2014, v. 446, no. 1 – 3, pp. 232 – 239. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.11.025
34. De Groot G.J., Van der Sloot H.A. Determination of leaching characteristics of waste minerals leading to environmental product certification. In: Gilliam T.M., Wiles C.C. (Eds.). Stabilization and Solidification of Hazardous, Radioactive and Mixed Wastes, v. 2, ASTM, Philadelphia, 1992, pp. 149 – 170.
35. Torras J., Buj I., Rovira M., de Pablo J. Semi-dynamic leaching tests of nickel containing wastes stabilized/solidified with magnesium potassium phosphate cements. Journal of Hazardous Materials, 2011, v. 186, no. 2 – 3, pp. 1954 – 1960. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.12.093
36. Xue Q., Wang P., Li J.-S., Zhang T.-T., Wang S.-Y. Investigation of the leaching behavior of lead in stabilized/solidified waste using a two-year semi-dynamic leaching test. Chemosphere, 2017, v. 166, pp. 1 – 7. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere. 2016. 09.059
37. Bykov D.M., Gobechiya E.R., Kabalov Yu.K., Orlova A.I., Tomilin S.V. Crystal structures of lantha­nide and zirconium phosphates with general formula Ln0.33Zr2(PO4)3, where Ln=Ce, Eu, Yb. Journal of Solid State Chemistry, 2006, v. 179, no. 10, pp. 3101 – 3106. https://doi.org/10.1016/j.jssc. 2006.06.002.
38. Рахаман М.Н. Технология получения керамик. Синтез. Консолидация. Спекание: учебное пособие, (пер. с англ.); под ред. В.Н. Чувильдеева, М.С. Болдина, Д.А. Пермина. Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2022, 741 с. / Rahaman M.N. Ceramic processing and sintering. USA, New York, Marcel Dekker, 2003, 876 p. https://doi.org/10.1201/9781315274126
39. Данилов С.С., Винокуров С.Е., Стефановский С.В., Мясоедов Б.Ф. Гидролитическая устойчивость урансодержащих натрийалюмо(железо)фосфатных стекол. Радиохимия, 2017, т. 59, № 3, c. 226 – 229. / Danilov S.S., Vinokurov S.E., Stefanovsky S.V., Myasoedov B.F. Hydrolytic durability of uranium-containing sodium aluminum (iron) phosphate glasses. Radiochemistry, 2017, v. 59, no. 2, pp. 259 – 263. https://doi.org/10.1134/S1066362217030079
40. Данилов С.С., Стефановский С.В., Стефановская О.И., Винокуров С.Е., Мясоедов Б.Ф., Тетерин Ю.А. Алюмо(железо)фосфатные стекла, содержащие редкоземельные и трансурановые элементы: фазовый состав, состояние окисления Np и Pu, гидролитическая устойчивость. Радиохимия, 2018, т. 60, № 4, c. 371 – 375. / Danilov S.S., Stefanovsky S.V., Stefanovskaya O.I., Vinokurov S.E., Myasoedov B.F., Teterin Yu.A. Aluminum (iron) phosphate glasses containing rare earth and transuranium elements: phase composition, oxidation state of Np and Pu, and hydrolytic durability. Radiochemistry, 2018, v. 60, no. 4, p. 434 – 439. https://doi.org/10.1134/S1066362218040136
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Оценка биологической безопасности медицинских изделий (аналитический обзор)

В. И. Севастьянов, Н. В. Перова, Е. В. Арзуманянц,
Н. М. Перова, Н. В. Каминская, И. А. Довжик

Основная задача статьи состоит в ознакомлении специалистов, работающих в области медицинских изделий (МИ), с существующими подходами к исследованию биосовместимости МИ, изложенными в стандартах серии ГОСТ ISO 10993 “Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий”. Концепция серии стандартов ГОСТ ISO 10993 состоит в установлении биологической безопасности и функциональной эффективности МИ с позиций биологического риска при его клиническом применении, как необходимых условий биосовместимости МИ. Основное внимание в общей схеме оценки биологической безопасности МИ уделено программе токсикологических исследований (испытаний), состоящей из комплекса методов, учитывающих категорию, назначение и длительность функционирования МИ.

Ключевые слова: медицинское изделие, биосовместимость, биологическая безопасность, функциональная эффективность, токсикологические исследования, биологический риск, ГОСТ ISO 10993.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-17-30
Севастьянов Виктор Иванович — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), профессор, доктор биологических наук, директор, специалист в области биоматериалов, систем доставки лекарственных средств, тканевой инженерии и регенеративной медицины, разработки стандартов. Е-mail: viksev@imbiit.com.
Перова Надежда Викторовна — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), доктор биологических наук, заместитель директор по научно-практической работе, специалист в области разработки стандартов, доклинических испытаний медицинских изделий и лекарственных средств. Е-mail: 89266076625@mail.ru.
Арзуманянц Елена Владимировна — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), заведующий отделом нормативно-технической документации, специалист в области доклинических испытаний медицинских изделий. Е- mail: elenaimbiit@mail.ru
Перова Нина Михайловна — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела нормативно-технической документации, специалист в области доклинических испытаний медицинских изделий и разработки стандартов. Е-mail: perova-37@mail.ru.
Каминская Надежда Валентиновна — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), ведущий инженер отдела нормативно-технической документации, специалист в области доклинических испытаний медицинских изделий и разработки стандартов. Е-mail: tk422@imbiit.com.
Довжик Игорь Александрович — Автономная некоммерческая организация “Институт медико-биологических исследований и технологий” (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/20, стр. 2), заместитель директор стандартизации и качеству, специалист в области разработки стандартов и доклинических испытаний медицинских изделий. Е-mail: 10993@imbiit.com.
Ссылка на статью:
Севастьянов В.И., Перова Н.В., Арзуманянц Е.В., Перова Н.М., Каминская Н.В., Довжик И.А. Оценка биологической безопасности медицинских изделий (аналитический обзор). Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 17 – 30.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-17-30
Литература содержит 40 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Севастьянов В.И., Перова Н.В., Арзуманянц Е.В., Перова Н.М., Каминская Н.В., Довжик И.А. Оценка биологической безопасности медицинских изделий (аналитический обзор). Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 17 – 30.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-17-30
1. Biomaterial-tissue interfaces. Proceedings of the Ninth European Conference on Biomaterials, Chester, U.K., September 9-11, 1991. Elsevier, 1992, 533 p.
2. Полимеры медицинского назначения. Под ред. Сэноо Манубу (пер. с японск.). М.: Медицина, 1981, 248 с. / Polimery medicinskogo naznacheniya. Ed. Senoo Manubu [Polymers for medical purposes. Edited by Senoo Manubu] (translated from Japanese). Moscow, Medicine Publ., 1981, 248 p. (In Russ.).
3. Хенч Л., Джонс Д. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей (пер. с англ.). Серия “Мир биологии и медицина”. М.: Техносфера, 2007, 304 с. / Hench L., Jones D. Biomaterials, artificial organs and tissue engineering (Woodhead Publishing Series in Biomaterials). Woodhead Publishing, 2005, 312 p.
4. Севастьянов В.И., Кирпичников М.П., Биосовместимые материалы. МИА, 2011, 544 с. / Sevastianov V.I., Kirpichnikov M.P. Biosovmestimye materialy [Biocompatible materials. Moscow, MIA Publ., 2011, 544 p. (In Russ.)
5. Roger Narayan. Biomedical Materials. Springer Nature Switzerland AG., 2021, 734 p.
6. ГОСТ ISO 10993-1–2021. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 1. Оценка и исследования в процессе менеджмента риска. М., Российский институт стандартизации, 2021. / GOST ISO 10993-1-2021. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 1. Assessment and research in the process of risk management. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. (In Russ.).
7. ГОСТ ISO 14971–2021. Изделия медицинские. Применение менеджмента риска к медицинским изделиям. М., Российский институт стандартизации, 2021. / GOST ISO 14971-2021. Medical devices. Application of risk management to medical devices. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. (In Russ.).
8. ASTM F756-00. Standard practice for assessment of hemolytic properties of materials.
9. BS 5736-6:1983. Evaluation of medical devices for biological hazards, Methods of test for sensitization; assessment of the potential of medical devices to produce delayed contact dermatitis.
10. ГОСТ Р 51148–98. Изделия медицинские. Требо­вания к образцам и документации, представляемым на токсикологические, санитарно-химические испы­тания, испытания на стерильность и пирогенность. М., Стандартинформ, 1998. / GOST R 51148-98. Medical devices. Requirements for samples and documentation submitted for toxicological, sanitary and chemical tests, sterility and pyrogenicity tests. Moscow, Standartinform Publ., 1998. (In Russ.).
11. ГОСТ Р 52770–2007. Изделия медицинские. Требования безопасности. Методы санитарно-химических и токсикологических испытаний. М., Стандартинформ, 2007. / GOST R 52770-2007. Medical products. Safety requirements. Methods of sanitary-chemical and toxicological tests. Moscow, Standartinform Publ., 2007.
12. Лaппо В.Г. Методологические и методические вопросы гигиены и токсикологии полимерных материалов и изделий медицинского назначения: научный обзор. М., ВНИИИМТ, 1982, 68 с. / Lappo V.G. Metodologicheskie i metodicheskie voprosy gigieny i toksikologii polimernyh materialov i izdelij medicinskogo naznacheniya (nauchnyj obzor) [Methodological and methodological issues of hygiene and toxicology of polymer materials and medical devices (scientific review)]. Moscow, VNIIIMT, 1982, 68 p. (In Russ.).
13. Лаппо В.Г., Ланина С.Я., Носкова Т.И. и др. Сборник руководящих методических материалов по токсиколого-гигиеническим исследованиям полимерных материалов и изделий на их основе медицинского назначения. М., ВНИИИМТ, 1987,
97 c. / Lappo V.G., Lanina S.Ya., Noskova T.I., et al. Sbornik rukovodyashchih metodicheskih materialov po toksikologo-gigienicheskim issledovaniyam polimernyh materialov i izdelij na ih osnove medicinskogo naznacheniya [Guidelines on toxicological and hygienic studies of polymer materials and products based on them for medical purposes ]. Moscow, VNIIIMT, 1987, 97 p. (In Russ.).
14. Доброва Н.Б., Носкова Т.И., Новикова С.П., Севастьянов В.И. Сборник методических рекомендаций по оценке биосовместимых свойств искусственных материалов, контактирующих с кровью. М., ВНИТИПРИБОР, 1991, 70 c. / Dobrova N.B., Noskova T.I., Novikova S.P., Sevastyanov V.I. Methodological recommendations for assessing the biocompatible properties of artificial materials in contact with blood. Moscow, VNITIPRIBOR Publ., 1991, 70 p. (In Russ.).
15. ГОСТ EN 556-1—2014. Стерилизация медицинских изделий. Требования к медицинским изделиям категории “стерильные”. Часть 1. Требования к медицинским изделиям, подлежащим финишной стерилизации. М., Стандартинформ, 2014. / GOST EN 556-1-2014. Sterilization of medical devices. Requirements for medical devices of the “sterile” category. Part 1. Requirements for medical products subject to final sterilization. Moscow, Standartinform Publ., 2014. (In Russ.).
16. ГОСТ ISO/TS 21726-2021. Изделия медицинские. Система оценки биологического действия. Руководство по применению порога токсической опасности для оценки биосовместимости компонентов медицинских изделий. М., Российский институт стандартизации, 2021. / GOST ISO/TS 21726-2021. Medical products. A system for evaluating biological effects. Guidelines for the application of the toxic hazard threshold for assessing the biocompatibility of medical device components. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. (In Russ.).
17. ГОСТ 34901-2022. Изделия медицинские. Система оценки биологического действия. Общие требования к проведению исследований (испытаний). М., Российский институт стандартизации, 2022. / GOST 34901-2022. Medical devices. A system for evaluating biological effects. General requirements for conducting research (tests). Moscow, Russian Institute of Standardization, 2022. (In Russ.).
18. ГОСТ Р 52770–2023. Изделия медицинские. Система оценки биологического действия. Общие требования безопасности. М., Российский институт стандартизации, 2021. / GOST R 52770-2023. Medical products. A system for evaluating biological effects. General safety requirements. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. (In Russ.).
19. Перова Н.В. Система регистрации и подтверждение соответствия медицинских изделий. В книге: Биосовместимые материалы. Под ред. В.И. Севастьянова и М.П. Кирпичникова. М., МИА, 2011, 29 с. / Perova N.V. Sistema registracii i podtverzhdenie sootvetstviya medicinskih izdelij. [System of registration and confirmation of conformity of medical devices]. V knige: Biosovmestimye materialy (uchebnoe posobie). Pod red. V.I. Sevast’yanova i M.P. Kirpichnikova [In the book: Biocompatible materials (textbook). Edited by V.I. Sevastyanov and M.P. Kirpichnikov]. Moscow, MIA Publ., 2011, 29 p.
20. Перова Н.В., Довжик И.А., Севастьянов В.И. Оценка биологического действия медицинских изделий (токсикологические исследования). Вестник Росздравнадзора, 2015, № 3, c. 26  28. / Perova N.V., Dovzhik I.A., Sevastyanov V.I. Ocenka biologicheskogo dejstviya medicinskih izdelij (toksikologicheskie issledovaniya) [Assessment of the biological effect of medical devices (toxicological studies)]. Vestnik Roszdravnadzora [Bulletin of Roszdravnadzor], 2015, no. 3, pp. 26  28. (In Russ).
21. Барбараш Л.С., Антонова Л.В. Биодеградируемые сосудистые графты. Методы и подходы к модификации. Новосибирск, ФГБНУ “НИИ КПССЗ”, 2016, 128 c. / Barbarash L.S., Antonova L.V. Biodegradiruemye sosudistye grafty. Metody i podhody k modifikacii [Biodegradable vascular grafts. Methods and approaches to modification]. Novosibirsk, Federal State Budgetary Research Institution “NII KPSSZ”, 2016, 128 p.
22. Севостьянова В.В., Кривкина Е.О., Антонова Л.В. Подходы к антитромботической модификации сосудистых имплантатов. Казанский медицинский журнал, 2020, т. 101, № 2, с. 232 – 242. / Sevostianova V.V., Krivkina E.O., Antonova L.V. Podhody k antitromboticheskoj modifikacii sosudistyh implantatov [Approaches to antithrombotic modification of vascular implants]. Kazanskij medicinskij zhurnal [Kazan’ Med. J.], 2020, v. 101, no. 2, pp. 232  242. (In Russ.).
23. ГОСТ ISO 10993-5-2023. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 5. Исследования на цитотоксичность: методы in vitro. М., Российский институт стандартизации, 2023. / GOST ISO 10993-5-2023. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 5. Cytotoxicity studies: in vitro methods. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2023. (In Russ.).
24. ГОСТ ISO 10993-23–2023. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 23. Исследования на раздражение. М., Российский институт стандартизации, 2023. / GOST ISO 10993-23-2023. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 23. Studies on irritation. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2023. (In Russ.).
25. ГОСТ ISO 10993-10-2023. Изделия медицин­ские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 10. Исследования сенсибилизирующего действия. М., Российский институт стандартизации, 2023. / GOST ISO 10993-10-2023. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 10. Studies of the sensitizing effect. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2023. (In Russ.).
26. ГОСТ ISO/TR 21582. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Принципы и методы исследования на пирогенность. М., Российский институт стандартизации, (введение в действие 2025 г.). / GOST ISO/TR 21582. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Principles and methods of pyrogenicity research. Moscow, Russian Institute of Standardization. Effective 2025. (In Russ.).
27. ГОСТ ISO 10993-11-2021. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 11. Исследования общетоксического действия. М., Стандартинформ, 2021. / GOST ISO 10993-11-2021. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 11. Studies of general toxic effects. Moscow, Standartinform Publ., 2021. (In Russ.).
28. ГОСТ ISO 10993-6-2021. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 6. Исследования местного действия после имплантации. М., Российский институт стандартизации, 2021. / GOST ISO 10993-6-2021. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 6. Studies of local action after implantation. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2021. (In Russ.).
29. ГОСТ ISO 10993-3-2018. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 3. Исследования генотоксичности, канцерогенности и токсического действия на репродуктивную функцию. М., Стандартинформ, 2021. / GOST ISO 10993-3-2018. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 3. Studies of genotoxicity, carcinogenicity and toxic effects on reproductive function. Moscow, Standartinform Publ., 2021.
30. ГОСТ ISO/TR 10993-33-2018. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 33. Руководство по испытаниям на генотоксичность. Дополнение к ISO 10993-3, М., Стандартинформ, 2019. / GOST ISO/TR 10993-33-2018. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 33. Guidelines for genotoxicity testing. Supplement to ISO 10993-3, Moscow, Standartinform Publ., 2019.
31. ГОСТ ISO 10993-4—2020 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 4. Исследования изделий, взаимодействующих с кровью. М., Российский институт стандартизации, 2020. / GOST ISO 10993-4-2020 Medical devices. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 4. Research of products interacting with blood. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2020. (In Russ.).
32. ГОСТ ISO/TS 10993-20-2011. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 20. Принципы и методы исследования иммунотоксичности медицинских изделий. М., Стандартинформ, 2011. / GOST ISO/TS 10993-20-2011. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 20. Principles and methods of research on immunotoxicity of medical devices. Moscow, Standartinform Publ., 2011. (In Russ.).
33. ГОСТ ISO 10993-17-2011. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 17. Установление пороговых значений для вымываемых веществ. М., Стандартинформ, 2011. / GOST ISO 10993-17-2011. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 17. Setting thresholds for leachable substances. Moscow, Standartinform Publ., 2011. (In Russ.).
34. ГОСТ ISO 10993-13-2016. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 13. Идентификация и количественное определение продуктов деградации полимерных медицинских изделий. М., Стандартинформ, 2016. / GOST ISO 10993-13-2016. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 13. Identification and quantitative determination of degradation products of polymer medical devices. Moscow, Standartinform Publ., 2016. (In Russ.).
35. ГОСТ ISO 10993-14-2011. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 14. Идентификация и количественное определение продуктов деградации изделий из керамики. М., Стандартинформ, 2011. / GOST ISO 10993-14-2011. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 14. Identification and quantitative determination of degradation products of ceramic products. Moscow, Standartinform Publ., 2011. (In Russ.).
36. ГОСТ ISO 10993-15-2023. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 15. Идентификация и количественное определение продуктов деградации изделий из металлов и сплавов. М., Российский институт стандартизации, 2024. / GOST ISO 10993-15-2023. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 15. Identification and quantitative determination of degradation products of products made of metals and alloys. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2024. (In Russ.).
37. ГОСТ ISO 10993-18-2022. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 18. Исследование химических свойств материалов. М., Российский институт стандартизации, 2022. / GOST ISO 10993-18-2022. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 18. Research of chemical properties of materials. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2022. (In Russ.).
38. ГОСТ ISO/TS 10993-19-2024. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 19. Исследования физико-химических, морфологических и топографических свойств материалов. М., Российский институт стандартизации, 2024. / GOST ISO/TS 10993-19-2024. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 19. Investigations of physico-chemical, morphological and topographic properties of materials. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2024. (In Russ.).
39. ГОСТ Р 56262-2014. Надлежащая практика регулирования. Руководство по оценке эквивалентности требований (переиздание). М., Стандартинформ, 2020. / GOST R 56262-2014. Good regulatory practice. Guidelines for assessing the equivalence of requirements (reissue). Moscow, Standartinform Publ., 2020. (In Russ.).
40. ГОСТ ISO 10993-17-2011. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 17. Установление пороговых значений для вымываемых веществ. М., Стандартинформ, 2013. / GOST ISO 10993-17-2011. Medical products. Assessment of the biological effect of medical devices. Part 17. Setting thresholds for leachable substances. Moscow, Standartinform Publ., 2013. (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Брушитовый бор-содержащий цемент с антибактериальными свойствами

И. В. Фадеева, Ш. Фузайлова, И. В. Дуденков, П. В. Слукин,
Н. А. Андреева, А. В. Кнотько, Д. В. Дейнеко

Разработаны бор-содержащие брушитовые цементы (В-БЦ) для костной пластики на основе бор-замещенного β-трикальцийфосфата (В-ТКФ). Исследованы фазовый состав и микроструктура В-БЦ. Показано, что в результате отвердевания цементов формируется кристаллическая фаза брушита. Изучено поведение В-БЦ в физиологическом растворе, содержащем ТРИС-буфер. Прочность В-БЦ при сжатии через 5 суток после замешивания составляет 22,5 ± 1 МПа. Исследования антибактериальной активности по отношению к грамм-отрицательному штамму E. coliATCC25922 и грамм-положительному штамму S. aureus ATCC25923 показали, что брушитовый цемент, содержащий бор, проявляет антибактериальную активность в отношении обоих штаммов, вызывая падение численности колониеобразующих единиц (КОЕ) уже через 3 ч инкубирования. Проведены исследования in vitro разработанных В-БЦ, показано, что новые цементы на основе ТКФ и В-ТКФ являются биосовместимыми и перспективными для использования в хирургии костных тканей.

Ключевые слова: биосовместимость, антибактериальная активность, биорезорбируемый цемент, регенеративная медицина.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-31-37
Фадеева Инна Вилоровна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский пр., 49, Россия), ведущий научный сотрудник, кандидат химических наук, специалист в области неорганической химии и медицинского материаловедения. E-mail: fadeeva_inna@mail.ru.
Фузайлова Шахноза —Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет наук о материалах (119991, Москва, Воробьевы горы, 1), студент. E-mail: fuzayl—ova99@bk.ru.
Дуденков Иван Владимирович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский пр., 49, Россия), научный сотрудник, специалист в области химии соединений бора. E-mail: ivdudenkoff@mail.ru.
Слукин Павел Владимирович — Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ) (142279, Оболенск, квартал А, Серпуховской р-н Московской обл., Россия), научный сотрудник, специалист в области микробиологии.
E-mail: xopgi@yandex.ru.
Андреева Надежда Александровна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский пр., 49), научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: andreeva150388@mail.ru.
Кнотько Александр Валерьевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет наук о материалах (119991, Москва, Воробьевы горы, 1), профессор, специалист в области рентгенофазового анализа. E-mail: alknt@mail.ru.
Дейнеко Дина Валерьевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, (119991, Москва, Воробьевы горы, 1), специалист в области химии фосфатов кальция. E-mail: deynekomsu@gmail.com.
Ссылка на статью:
Фадеева И.В., Фузайлова Ш., Дуденков И.В., Слукин П.В., Андреева Н.А., Кнотько А.В., Дейнеко Д.В. Брушитовый бор-содержащий цемент с антибактериальными свойствами. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 31 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-31-37
Литература содержит 15 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Фадеева И.В., Фузайлова Ш., Дуденков И.В., Слукин П.В., Андреева Н.А., Кнотько А.В., Дейнеко Д.В. Брушитовый бор-содержащий цемент с антибактериальными свойствами. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 31 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-31-37
1. Баринов С.М., Комлев В.С. Кальцийфосфатные костные цементы (обзор). Часть I. Вяжущие системы. Материаловедение, 2014, № 1, с. 33 – 40. / Barinov S.M., Komlev V.S. Calcium phosphate bone cements. Inorganic Materials, 2011, v. 47, pp. 1470 – 1485.
2. Севастьянов В.И. Клеточно-инженерные конструк­ции в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Вестник трансплантологии и искусствен­ных органов, 2015, т. 17(2), с. 127 – 130. / Sevastyanov V.I. Kletochno-inzhenernye konstrukcii v tkanevoj inzhenerii i regenerativnoj medicine [Cellular engineering structures in tissue engineering and regenerative medicine]. Vestnik transplantologii i iskusstvennyh organov [Bulletin of Transplantology and Artificial Organs], 2015, v. 17(2), pp.127 – 130. (In Russ.).
3. Божкова С.А., Тихилов Р.М., Краснова М.В. и др. Ортопедическая имплантат — ассоции­ро­ванная инфекция: ведущие возбудители, локаль­ная резистентность и рекомендации по анти­бактериальной терапии. Травматология и ортопедия России, 2013, т. 4 (70), с. 5 – 15. / Bozhkova S.A., Tikhilov R.M., Krasnova M.V., et al. Ortopedicheskaya implantat — associirovannaya infekciya: vedushchie vozbuditeli, lokal’naya rezistentnost’ i rekomendacii po antibakterial’noj terapii [Orthopedic implant-associated infection: leading pathogens, local resistance and recommendations for antibacterial therapy]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia], 2013, v. 4 (70), pp. 5 – 15. (In Russ.).
4. Fadeeva I.V., Goldberg M.A., Preobrazhensky I.I. et. al. Improved cytocompatibility and antibacterial properties of zinc-substituted brushite bone cement based on β-tricalcium phosphate. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2021, v. 32, pp. 1 – 12.
5. Rau J.V., Wu V.M., Graziani V., et al. The bone building blues: self – hardening copper – doped calcium phosphate cement and its in vitro assessment against mammalian cells and bacteria. Mater. Sci. Eng. C, 2017, v. 79, pp. 270 – 279.
6. Uskoković V., Graziani V., Wu V.M., et.al. Gold is for the mistress, silver for the maid: Enhanced mechanical properties, osteoinduction and antibacterial activity due to iron doping of tricalcium phosphate bone cements. Mater. Sci. Eng. C, 2019, v. 94, pp.798 – 810.
7. Ito A., Akao M., Miura N., et al. Flux growth and crystal structure of boron-containing apatite. Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi. Journal of the Ceramic Society of Japan, 1988, v. 96, pp. 305 – 309.
8. Kniep R., Goezel G., Eisenmann B., et. al. Borophosphates – a neglected class of compounds: the crystal structures of M(II) (B P O5) (M(II) = Ca, Sr) and Ba3 (B P3 O12). Angewandte Chemie (Edition international), 1994, v. 33(7), pp. 749 – 751.
9. Ternane R., Cohen–Adad M. Th., Panczer G., et. al. Introduction of boron in hydroxyapatite: synthesis and structural characterization. Journal of Alloys and Compounds, 2002, v. 333, pp. 62 – 71.
10. Pazarçeviren A.E., Tezcaner A., Keskin D., et.al. Boron–doped biphasic hydroxyapatite/β–tricalcium phosphate for bone tissue engineering. Biological Trace Element Research, 2021, v. 199, pp. 968 – 980.
11. Rau J.V., Fosca M., Fadeeva I.V., et. al. Tricalcium phosphate cement supplemented with boron nitride nanotubes with enhanced biological properties. Mater. Sci. Eng. C, 2019, v. 114, art. 111044.
12. Yılmaz B., Evis Z. Boron – substituted bioceramics: A review. Journal of BORON, 2016, v. 1(1), pp. 6 – 14.
13. Фадеева И.В., Тетерина А.Ю., Комлев В.С., и др. Биодеградируемый костный цемент на основе β–трикальцийфосфата. Материаловедение, 2012, № 12, c. 45 – 47. / Fadeeva I.V., Teterina A.Yu., Komlev V.S., et al. Biodegradiruemyj kostnyj cement na osnove β–trikal’cijfosfata [Biodegradable bone cement based on β-tricalcium phosphate]. Materialovedenie [Materials Science], 2012, no. 12, pp. 45 – 47. (In Russ.).
14. Rau J.V., Wu V.M., Graziani V., et al. The bone building blues: self-hardening copper–doped calcium phosphate cement and its in vitro assessment against mammalian cells and bacteria. Mater. Sci. Eng. C, 2017, v. 79, pp. 270 – 279.
15. Фомин А.С., Фадеева И.В., Филиппов Я.Ю. и др. Брушитовый цемент на основе β-трикаль­цийфосфата для ортопедии. Перспективные материалы, 2016, № 9, с. 45 – 50. / Fomin A.S., Fadeeva I.V., Filippov Ya.Yu., et. al. Brushite cement based on β-tricalcium phosphate for orthopedics. Inorganic Materials Applied Research, 2017, v. 8, no. 2, pp. 292 – 295.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Синтез и сополимеризация бензамидметакрилата со стиролом

К. Г. Гулиев, В. Э. Вахабова, Д. Р. Нуруллаева

Синтезирован новый мономер — бензамидметакрилат, проведена и исследована eго свободнорадикальная сополимеризации со стиролом в массе и растворе в бензоле в присутствии диазоизомасляной кислоты (ДАК). Соотношение сомономеров меняли в интервале 90:10 – 10:90 мол. %. Суммарная концентрация сомономеров — 1,7 моль/л при температуре 70 °С. Состав синтезированных сополимеров определяли методом элементного анализа по содержанию азота. Мономер и сополимер охарактеризованы спектроскопическими методами (ИК и ядерным магнитным резонансом (ЯМР)). Определены значения констант относительной активности мономера и рассчитаны параметры по Алфрею – Прайсу. Для оценки характера распределения звеньев в макромолекулярной цепи вычислены параметры микроструктуры. Выявлено, что во всех случаях r1 > r2 (rr2 — константы относительной активности) сополимер обогащен звеньями бензамидметакрилата. Показано, что состав образующихся сополимеров зависит от состава исходной мономерной смеси. Полученный сополимер обладает достаточно высокой медико-биологической активностью, что открывает возможность использования его в качестве бактерицидов и фунгицидов. Полученные сополимеры на основе бензамидметакрилата являются нетоксичными и их можно использовать в качестве бактерицидных препаратов. Выявлено, что биоцидный эффект, в первую очередь, связан с наличием в макроцепи звеньев бензамидного фрагмента.

Ключевые слова:бензамидметакрилат, сополимеризация, антимикробные и фунгицидные свойства.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-38-43
Гулиев Казым Гафар оглы — Институт полимерных материалов
Министерства науки и образования Азербайджанской Республики (Az5004 Сумгайыт, ул. С. Вургуна, 124), доктор химических наук, руководитель лаборатории, специалист в области полимерной химии. E-mail:ipoma@science.az.
Вахабова Вусаля Энам кызы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджанской Республики (Az5004 Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), научный сотрудник, диссертант. E-mail: ipoma@science.az.
Нуруллаева Дильбар Рушан кызы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджанской Республики (Az5004 Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), руководитель отдела, специалист в области полимерной химии. E-mail: ipoma@science.az.
Ссылка на статью:
Гулиев К.Г., Вахабова В.Э., Нуруллаева Д.Р. Синтез и сополимеризация бензамидметакрилата со стиролом Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 38 – 43. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-38-43
Литература содержит 14 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Гулиев К.Г., Вахабова В.Э., Нуруллаева Д.Р. Синтез и сополимеризация бензамидметакрилата со стиролом Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 38 – 43. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-38-43
1. Vitt A., Sofrata A., Slizen V., Sugars R.V., Gustafsson A., Gudkova E.I. et al. Antimicrobial activity of polyhexamethylene guanidine phosphate in comparison to chlorhexidine using the quantitative suspension method. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials, 2015, v. 14, art. 36.
2. Донцова Э.П., Жарненкова О.А., Снежко А.Г., Узденский В.Б. Полимерные материалы с антимикробными свойствами. Пластик, 2014, т. 131, № 1 – 2, с. 30 – 35. / Doncova Je.P., Zharnenkova O.A., Snezhko A.G., Uzdenskij V.B. Polimernye materialy s antimikrobnymi svojstvami [Polymer materials with antimicrobial properties]. Plastik [Plastics], 2014, v. 131, no. 1 – 2, pp. 30 – 35. (In Russ.).
3. Сивов Н.А., Клещева Н.А., Валуев И.Л., Валуев Л.И. Биоцидные сополимеры метакрилоилгуа­ни­дин гидрохлорида с метакриламидом и диаллилди­метиламмоний хлоридом. Высокомо­лекулярные соединения. Серия Б, 2021, т. 63, no. 5, с. 340 – 344. / Sivov N.A., Kleshcheva N.A., Valuev I.L., Valuev L.I. Biocidal copolymers of methacryloylguanidine hydrochloride with methacrylamide and diallyldimethyl­ammonium chloride. Polymer science. Series B, 2021, v. 63, no. 5, pp. 531 – 535.
4. Wuling Gong, Dafu Wei, Shaotian Zhang, Yachao Jiang, Jingyun Ye, Anna Zheng, Yong Guan. Nonleaching antimicrobial poly(vinyl alcohol)/polyhexamethylene guanidine hydrochloride hydrogels reinforced by hydrogen bond. Polym. Adv. Technol., 2020, v. 31, no. 12, pp. 3238 – 3246.
5. Стельмах С.А., Гаркушева Н.М., Очиров О.С., Григорьева М.Н., Стельмах А.Е., Батоев В.Б., Могнонов Д.М. Синтез N-октил и N-фенилзамещенных (со)полимеров полиалкилгуанидинового ряда и их антимикробная активность по отношению к условно-патогенным микро­организмам. Химия в интересах устойчивого развития, 2016, т. 24, № 6, с. 795 – 803. / Stelmakh S.A., Garkusheva N.M., Ochirov O.S., Grigor’yeva M.N., Stelmakh A.E., Batoev V.B., Mognonov D.M. Sintez N-oktil i N-fenilzameshhennyh (so)polimerov polialkilguanidinovogo rjada i ih antimikrobnaja aktivnost’ po otnosheniju k uslovno-patogennym mikroorganizmam [Synthesis of N-octyl and N-phenyl-substituted (co)polymers of a series of polyalkylguanidines and their antimicrobial activity towards conditionally pathogenic microorganisms]. Khimija v interesah ustojchivogo razvitija [Chemistry for Sustainable Development], 2016, v. 24, no. 6, pp. 795 – 803. (In Russ.).
6. Kenawy E.-R., Abdel-Hay F.I., El-Shanshoury A.E.-R.R., El-Newehy M.H. Biologically active polymers: synthesis and antimicrobial activity of modified glycidyl methacrylate polymers having a quaternary ammonium and phosphonium groups. Journal of Controlled Release, 1998, v. 50, no. 1–3, pp. 145 – 152.
7. Штильман М.И., Tsatzarakis M., Lotter М.М., Tsatzakis A.M. Полимерные фунгициды. Высокомо­ле­кулярные соединения. Cерия Б, 1999, т. 41, № 8, с. 1363 – 1376. / Shtilman M.I., Lotter M.M., Tzatzarakis M., Tsatsakis A.M. Polymeric fungicides: a review. Polymer science. Series B, 1999, v. 41, no. 7 – 8, pp. 243 – 254.
8. Малкандуев Ю.А., Хаширова С.Ю., Сарбашева А.И., Байдаева М.Х., Мартыненко А.И., Попова Н.И., Сивов Н.А., Балаева С.М. Структура гуани­динсодержащих (со) полимеров и их биоцидные и токсические свойства. Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2012, № 2, c. 71 – 75. / Malkanduev Ju.A., Hashirova S.Ju., Sarbasheva A.I., Bajdaeva M.H., Martynenko A.I., Popova N.I., Sivov N.A., Balaeva S.M. Struktura guanidinsoderzhashhih (so) polimerov i ih biocidnye i toksicheskie svojstva [Structure of guanidine-containing (co)polymers and their biocidal and toxic properties]. Izvestija vuzov. Severo-Kavkazskij region. Estestvennye nauki [Bulletin of Higher Education Institutes. North Caucasus region. Natural sciences], 2012, no. 2, pp. 71 – 75. (In Russ.).
9. Krohn K., John M., Aust H.-J., Draeger S., Schulz B. Biologically active metabolites from fungi 141) 3-Chloro-4-Hydroxy-5-(3,7,11-Trimethyldodeca-2,6,10-Trienyl)-Benzamide, a new antibacterial agent from a soil fungus. Natural Product Letter, 2001, v. 15, no. 1, pp. 9 – 12.
10. Vahabova V.A. Synthesis аnd radical polymerization of benzamidmetacrylate. Chemical problems, 2023, no. 1(21), pp. 78 – 84.
11. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. Ленинград, Химия, 1972, 416 c. / Toroptseva A.M., Belogorodskaya K.V., Bondarenko V.M. Laboratornyy praktikum po khimii i tekhnologii vysokomolekulyarnykh soyedinenii [Laboratory workshop on chemistry and technology of macromolecular compounds]. Leningrad, Khimiya Publ., 1972, 416 p. (In Russ.).
12. Ham G.E. Copolymerization. New York, Interscience Publishers, 1964, 939 p.
13. Зильберман Э.Н. Параметры микроструктуры многокомпонентных сополимеров. Высокомо­лекулярные соединения. Серия Б, 1979, т. 21, № 1, с. 33 – 36. / Zil’berman Je.N. Parametry mikrostruktury mnogokomponentnyh sopolimerov [Microstructure parameters of multicomponent copolymers]. Vysokomolekuljarnye soedinenija. Seriya B [Polymer science. Series B], 1979, v. 21, no. 1, pp. 33 – 36. (In Russ.).
14. Кантов М. Фракционирование полимеров. Москва, Мир, 1971, 444 c. / Kantov M. Frakcionirovanie polimerov [Fractionation of polymers]. Moscow, Mir Publ., 1971, 444 p. (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние наночастиц оксида железа Fе3O4 на структуру и теплофизические свойства
нанокомпозитов на основе полиэтилена высокой плотности

М. Н. Байрамов, А. А. Набиев, Н. Ш. Алиев, М. А. Нуриев

Из гомогенной смеси порошков полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и синтезированного оксида железа nano-Fe3O4 методом горячего прессования получены композиты ПЭВП/Fe3O4 с содержанием нанонаполнителя Fe3O4 ω = 1, 3 и 5 об. %. Исследованы структура и теплофизические свойства нанокомпозитов ПЭВП/Fe3O4. Обнаружено, что с увеличением концентрации наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице происходят кардинальные морфологические изменения в надмолекулярной структуре матрицы ПЭВП. Установлено, что при повышении концентрации нанонаполнителя подвижность макромолекулярных цепей матрицы и толщина кристаллических ламелей снижаются. Наночастицы нарушают регулярность ламелей в кристаллической фазе полимерной матрицы, а в аморфной области препятствуют образованию и росту новых кристаллических доменов.

Ключевые слова: полиэтилен высокой плотности; оксид железа (II,III), нанокомпозиты, кристаллическая фаза, температура кристаллизации, межфазная адгезия, ламели.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-44-53
Байрамов Мазахир Насреддин оглы — Институт Радиационных Проблем Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Баку, Азербайджан, АZ1143, ул. Б. Вахабзаде, 9), доктор философии по физике, руководитель лаборатории, специалист в области разработки композиционных материалов, а также нанокомпозитов на основе эпоксидных смол, термопластов и магнитных нанонаполнителей, радиотермолюминесценции полимерных композицией и радиационного материаловедения.
E-mail: m.bayramov51@mail.ru.
Набиев Асиф Араслы оглы — Институт Радиационных Проблем Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Баку, Азербайджан, АZ1143, ул. Б. Вахабзаде, 9, командирован в Объединенный Институт Ядерных Исследований имени Франка, РФ, Дубна), доктор философии по физике, научный сотрудник, специалист в области диэлектрической и термоактивационной спектроскопии, радиотермолюминесценции полимерных композиций, физической химии и радиационного материаловедения. E-mail: asifnebi@gmail.com.
Алиев Наби Шамшад оглы — Институт Радиационных Проблем Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Баку, Азербайджан, АZ1143, ул. Б. Вахабзаде, 9), доктор философии по физике, ведущий научный сотрудник, специалист по диэлектрической и термоактивационной спектроскопии, радиотермолюминесценции полимерных композицией, физической химии и радиационного материаловедения. E-mail: nabi.aliyev.1958@ mail.ru.
Нуриев Муса Абдулали оглы — Институт Радиационных Проблем Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Баку, Азербайджан, АZ1143, ул. Б. Вахабзаде, 9), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист по диэлектрической и термоактивационной спектроскопии полимерных композитов и радиационного материаловедения. E-mail: musa_nuriev@mail.ru.
Ссылка на статью:
Байрамов М.Н., Набиев А.А., Алиев Н.Ш., Нуриев М.А. Влияние наночастиц оксида железа Fе3O4 на структуру и теплофизические свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокой плотности. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 44 – 53. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-44-53
Литература содержит 27 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Байрамов М.Н., Набиев А.А., Алиев Н.Ш., Нуриев М.А. Влияние наночастиц оксида железа Fе3O4 на структуру и теплофизические свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокой плотности. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 44 – 53. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-44-53
1. Hanemann T., Szabó D.V. Polymer-nanoparticle composites: from synthesis to modern applications. Materials, 2010, no. 3, pp. 3468 – 3517.
2. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000, 672 с. / Pomogailo A.D., Rozenberg A.S., Uflyand I.E. Nanochastitsy metallov v polimerakh [Metal nanoparticles in polymers]. Moscow, Chemistry Publ., 2000, 672 p. (In Russ.).
3. Pomogailo Dm.A., Petrova L.A., Pomogailo D.A., Knerelman E.I., Kolesnikova A.M., Barinov S.V., Kydralieva K.A., Dzhardimalieva G.I. Тhe structure and thermal properties of nanocomposites based on copper nanoparticles in a polyethylene matrix. Nanoscience and Technology: An International Journal, 2017, v. 8, no. 1, pp. 27 – 40.
4. Kohji Tashiro, Hiroko Yamamoto. Structural evolution mechanism of crystalline polymers in the isothermal melt-crystallization process: A proposition based on simultaneous WAXD/SAXS/FTIR measurements. Polymers, 2019, v. 11, art. 1316. doi:10.3390/polym11081316
5. Jancar J., Douglas J., Starr F., Kumar S., Cassagnau P., Lesser A., Sternstein S., Buehler M. Current issues in research on structure–property relationships in polymer nanocomposites. Polymer, 2010, v. 51, pp. 3321 – 3343.
6. Fatemeh Ahangaran, Ali Hassanzadeh, Sirous Nouri, Rasoul Esmaeely Neisiany. Investigation of thermal and dielectric properties of Fe3O4/high-density polyethylene nanocomposites. Journal of Composite Materials, 2017, v. 51(28), pp. 3923 – 3929. https://doi.org/10.1177/0021998317695419.
7. Ванина П.Ю., Королева Е.Ю., Набережнов А.А. Низкотемпературная аномалия диэлектрических свойств наночастиц магнетита. Письма в ЖТФ, 2021, т. 47, вып. 17, с. 10 – 14. / Vanina P.Yu., Koroleva E.Yu., Naberezhnov A.A. Nizkotemperaturnaya anomaliya dielektricheskikh svoystv nanochastits magnetita [Low-temperature anomaly of the dielectric properties of magnetite nanoparticles]. Pisma v ZhTF [JTP Letters], 2021, v. 47, no. 17, pp. 10 – 14. (In Russ.).
8. Novikov G.F., Rabenok E.V., Estrin Ya I., Ol’hov Yu A., Badamshina E.R. Effect of small additions of carbon nanotubes on the electrical conductivity of polyurethane elastomer. Journal of physical chemistry, 2014, v. 88, no. 10, pp. 1605 – 1609.
9. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Казань, КГТУ, 2002, 604 с. / Averko-Antonovich I.Yu., Bikmullin R.T. Metodi issledovaniya structuri i svoystv polimerov [Methods for studying the structure and properties of polymers]. Kazan, KSTU Publ., 2002, 604 p. (In Russ.).
10. Gubin S.P., Yurkov G.Yu., Kosobudsky I.D. Nanomaterials based on metal-containing nanoparticles in polyethylene and other carbon-chain polimers. International Journal of Materials and Product Technology, 2005, v. 23, no. 1–2, pp. 2 – 25.
11. Qingliang He, Tingting Yuan, Jiahua Zhu, Zhiping Luo, Neel Haldolaarachchige, Luyi Sun, Airat Khasanov, Yutong Li, David P. Young, Suying Wei, Zhanhu Guo. Magnetic high density polyethylene nanocomposites reinforced with in-situ synthesized Fe@FeO core-shell nanoparticles. Polymer, 2012, v. 53, pp. 3642 – 3652. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2012.06.010.
12. Wang Z., Wang X., Zhang Z. Nucleating activation and spherical crystals morphology of LLDPE/LDPE/TiO2 nanocomposites prepared by non-isothermal crystallization. Journal of Dispersion Science and Technology, 2009, v. 30, no. 8, pp. 1231 – 1236.
13. Kosobudsky D., Ushakov N.M., Yurkov G.Yu., Zapsis K.V., Kochubei V.I., Baranov D.A., Dotsenko I.P., Zhuravleva M.N., Ponomareva K.Yu., Gubin S.P. Synthesis and structure of polyethylene-matrix composites containing zinc oxide nanoparticles. Inorganic Materials, 2005, v. 41, no. 11, pp. 1172 – 1177.
14. Polat S., Fenercioglu H., Güçlü M. Effects of metal nanoparticles on the physical and migration properties of low density polyethylene films. Journal of Food Engineering, 2018, v. 229, pp. 32 – 42.
15. Grigoriadou I., Paraskevopoulos K., Karavasili M., Karagiannis G., Vasileiou A., Bikiaris D. HDPE/Cu-nanofiber nanocomposites with enhanced mechanical and UV stability properties. Composites Part B: Engineering, 2013, v. 55, pp. 407 – 420.
16. Nelsson F., Karlsson M., Pallon L., Giacinti M., Richard T., et al. Influence of water uptake on the electrical DC conductivity of insulating LDPE/MgO nanocomposites. Composites Science and Technology, 2017, v. 152, pp. 11 – 19.
17. Guliyeva T.M. Zinc-containing nanocomposites on the basis of high pressure. Azerbaijan Chemical Journal, 2020, no. 2, pp. 34 – 38.
18. Новиков Г.Ф., Рабенок Е.В., Кыдралиева К.А., Джардималиева Г.И. Влияние наночастиц магнетита на диэлектрические свойства нанокомпозитов на основе линейного полиэтилена низкой плотности. Журнал физической химии, 2019, т. 93, № 12, с. 1824 – 1829. / Novikov G.F., Rabenok E.V., Kydralieva K.A., Dzhardimalieva G.I. Vliyaniye nanochastits magnetita na dielektricheskiye svoystva nanokompozitov na osnove lineynogo polietilena nizkoy plotnosti [Influence of magnetite nanoparticles on the dielectric properties of nanocomposites based on linear low density polyethylene]. Zhurnal fizicheskoj himii [Journal of Physical Chemistry], 2019, v. 93, no. 12, pp. 1824 – 1829. (In Russ.).
19. Nabiyev A.A. Influence of nanoparticle weight fraction on morphology and thermal properties of HDPE/SiO2 composite films. Eurasian Journal of Physics and Functionals, 2020, v. 4, no. 1, pp. 38 – 49.
20. Nabiyev A.A., Olejniczak A., Pawlukojc A., Balasoiu M., Bunoiu M., Maharramov A.M., Nuriyev M.A., Ismayilova R.S., Azhibekov A.K., Kabyshev A.M., Ivankov O.I., Vlase T., Linnik D.S., Shukurova A.A., Ivanshina O.Yu, Turchenko V.A., Kuklin A.I. Nano-ZrO2 filled high-density polyethylene composites: Structure, thermal properties, and the influence -irradiation. Polymer Degradation and Stability, 2020, v. 171, art. 109042. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.109042.
21. Tanaka Т. Dielectric nanocomposites with insulating properties. IEEE Transsactions and Electrical Insulation, 2005, v. 12, no. 5, pp. 914 – 928. doi:10.1109/tdei.2005.1522186
22. Nabiyev A.A., Olejniczak A., Islamov A.Kh., Pawlukojc A., Ivankov O.I., Balasoiu M., Zhigunov A., Nuriyev M.A., Guliyev F.M., Soloviov D.V., Azhibekov A.K., Doroshkevich A.S., Ivanshina O.Yu., Kuklin A.I. Composite films of HDPE with SiO2 and ZrO2 nanoparticles: The structure and interfacial effects. Nanomaterials 2021, v. 11, art. 2673.
23. Курбанова Н.И., Мирзоева Н.А., Ищенко Н.Я., Зейналов Э.Б. Получение и исследование свойств композитов на основе полиэтилена высокого давле­ния с кобальтсодержащими нанонаполнителями. Пластические массы, 2021, № 11 – 12, с. 43 – 45. / Kurbanova N.I., Mirzoeva N.A., Ishchenko N.Ya., Zeynalov E.B. Polucheniye i issledovaniye svoystv kompozitov na osnove polietilena vysokogo davleniya s kobal’tsoderzhashchimi nanonapolnitelyami [Preparation and study of the properties of composites based on high-pressure polyethylene with cobalt-containing nanofillers]. Plasticheskie massy [Plastic masses], 2021, no. 11 – 12, pp. 43 – 45. (In Russ.).
24. Cherny A.Yu., Anitas E.M., Osipov V.A., Kuklin A.I. The structure of deterministic mass and surface fractals: theory and methods of analyzing small-angle scattering data. Physical Chemistry Chemical Phusics, 2019, v. 21, pp. 12748 – 1276.
25. Eskandari M.J., Hasanzadeh I. Size-controlled synthesis of Fe3O4 magnetic nanoparticles via an alternating magnetic field and ultrasonic-assisted chemical co-precipitation. Materials Science and Engineering, B, 2021, v. 266, art. 115050. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2021.115050
26. Селихова В.И., Тихомиров В.С., Чвалун С.Н. Влияние надмолекулярной структуры облу­чен­ного полиэтилена на процессы его плавле­ния и кристаллизации в растворителе. Высокомоле­кулярные соединения, серия А, 1999, т. 41, № 3, с. 442 – 450. / Selikhova V.I., Tikhomirov V.S., Chvalun S.N. Vliyaniye nadmolekulyarnoy struktury obluchennogo polietilena na protsessy yego plavleniya i kristallizatsii v rastvoritele [Influence of the supramolecular structure of irradiated polyethylene on the processes of its melting and crystallization in a solvent]. Vysokomolekulyarnye Soedineniya, Seriya A [Polymer Science, Series A], 1999, v. 41, no. 3, p. 442 – 450. (In Russ.).
27. Corrêa S., Lacerda L.C.T., Pires Maíra dos S., Rocha M.V.J., et al. Synthesis, structural charac­te­rization, and thermal properties of the poly(methylmethacrylate)/????-FeOOH hybrid material: An experimental and theoretical study. Journal of Nanomaterials, 2016, no. 3, art. 2462135. http://dx.doi.org/10.1155/2016/246213
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Синтез углеродных нанотрубок с помощью СВЧ излучения для модификации эластомера
с улучшенной электро- и теплопроводностью

Александр В. Щегольков, Алексей В. Щегольков, М. А. Чумак, А. В. Нащëкин, К. В. Лихачев

Рассмотрен СВЧ метод воздействия на ферроцен С10H10Fe и графит для получения многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ), предназначенных для улучшения электро- и теплофизических свойств кремнийогранического эластомера (Силагерм 8020). Диагностику синтезированных МУНТ проводили методами энергодисперсионного рентгеновского анализа (energy dispersive X-ray analysis — EDX), рентгеновской дифракции (X-ray diffraction — XRD), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и спектроскопии комбинационного рассеяния. По данным СЭМ, следует, что морфология синтезированных МУНТ имеет вид нитевидных образований, переплетённых в пучки с диаметром отдельных МУНТ от 40 до 60 нм и длиной до нескольких микрометров. При этом поверхность большинства МУНТ покрыта сплошным слоем железа (Fe). Методом подтверждено наличие железа и кислорода на поверхности МУНТ. Методом XRD идентифицировано железо в соединении с углеродом в виде карбида железа Fe3C и чистого железа Fe. Соединение Fe3C, также относится к активной фазе Fe, позволяющей синтезировать МУНТ. Теплопроводность эластомера повышается при увеличении концентрации МУНТ, перколяционный переход происходит при концентрации 8 масс. % МУНТ. Максимальная теплопроводность наномодифицированного эластомера составила 0,48 Вт/(м·°С), что соответствовало концентрации МУНТ равной 8 масc. %. При этом электропроводность композита при изменении концентрации МУНТ от 1 до 8 масс. %, возрастала в интервале от 4·10–5 до 2,4 См·см–1 и также обусловлена перколяцией МУНТ в матрице эластомера.

Ключевые слова: многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), ферроцен, катализатор, кремнийорганический компаунд, тепловыделения, модификатор, теплопроводность, электропроводность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-54-65
Щегольков Александр Викторович — Тамбовский государственный технический университет (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области функциональных наномодифицированных материалов для энергетики. E-mail: energynano@yandex.ru.
Щегольков Алексей Викторович — Тамбовский государственный технический университет (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, инженер, специалист в области тонкопленочных функциональных материалов. E-mail: alexxx5000@mail.ru.
Чумак Максим Александрович — Физико-технический институт имени
А. Ф. Иоффе РАН (194021, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 26), младший научный сотрудник, специалист в области нанотехнологий и наноматериалов. Email: equilibrium2027@yandex.ru.
Нащекин Алексей Викторович — Физико-технический институт имени
А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург, 194021, ул. Политехническая, 26), старший научный сотрудник, специалист в области нанотехнологий и наноматериалов. E-mail: nashchekin@mail.ioffe.ru.
Лихачев Кирилл Васильевич — Физико-технический институт имени
А. Ф. Иоффе РАН (194021, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 26), младший научный сотрудник, специалист в области конфокальной спектроскопии. Email: likhachevkv@mail.ioffe.ru.
Ссылка на статью:
Щегольков Александр В., Щегольков Алексей В., Чумак М.А., Нащëкин А.В., Лихачев К.В. Синтез углеродных нанотрубок с помощью СВЧ излучения для модификации эластомера с улучшенной электро- и теплопроводностью. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 54 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-54-65
Литература содержит 47 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Щегольков Александр В., Щегольков Алексей В., Чумак М.А., Нащëкин А.В., Лихачев К.В. Синтез углеродных нанотрубок с помощью СВЧ излучения для модификации эластомера с улучшенной электро- и теплопроводностью. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 54 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-54-65
1. Verma C., Barsoum I., Alfantazi A., Quraishi M.A. Carbon allotropes and MXenes composites as superdurable nanofillers for polymer coatings: Emerging materials. Materials Letters, 2023, v. 337, art. 133892. DOI: 10.1016/j.matlet.2023.133892.
2. Ando M., Kalacska G., Czigany T. High conductive graphite additives for magnesium catalyzed cast PA6 polymer matrix. International Journal of Sustainable Construction and Design, 2010, v. 1, no.1, pp. 86 − 89. DOI: 10.21825/scad.v1i1.20399.
3. Choudhury S.N., Das P., Bhawal P., Pal A., Banerji P., Das N.Ch. Double percolation behavior through the preferential distribution of conductive black in polymer blends to boost electrical properties and EMI shielding effectiveness. Materials Today Communications, 2023, v. 35, art. 106109. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023. 106109.
4. Ibrahim A., Klopocinska A., Horvat K., Abdel Hamid Z. Graphene-based nanocomposites: Synthesis, mechanical properties, and characterizations. Polymers, 2021, v. 13, art. 2869. DOI: 10.3390/polym13172869.
5. Pandey A., Kesarwani H., Tewari C., Saxena A., Sharma S., Sahoo N.G. Waste plastic derived reduced graphene oxide as a potential additive for the surfactant polymer flooding: A sustainable solution. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2023, v. 11, no. 3, art. 109661. DOI: 10.1016/j.jece.2023.109661.
6. Wang X., Tang F., Cao Q., Qi X., Pearson M., Li M., Pan H., Zhang Z., Lin Z. Comparative study of three carbon additives: carbon nanotubes, graphene, and fullerene-C60, for synthesizing enhanced polymer nanocomposites. Nanomaterials, 2020, v. 10, art. 838. DOI: 10.3390/nano10050838.
7. Ghosh S.K., Das T.K., Ganguly S., Paul S., Nath K., Katheria A., Ghosh T., Chowdhury S.N., Das N.Ch. Carbon nanotubes and carbon nanofibers based co-continuous thermoplastic elastomeric blend composites for efficient microwave shielding and thermal management. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2022, v. 161, art. 107118. DOI: 10.1016/j.compositesa.2022.107118.
8. Wang Z.-X., Du P.-Y., Li W.-J., Meng J.-H., Zhao L.-H., Jia S.-L., Jia L.-C. Highly rapid-response electrical heaters based on polymer-infiltrated carbon nano­tube networks for battery thermal management at subzero temperatures. Composites Science and Technology, 2023, v. 231, art. 109796. DOI: 10.1016/j.compscitech.2022.109796.
9. Kariper İ.A., Korkmaz S., Karaman C., Karaman O. High energy supercapacitors based on functionalized carbon nanotubes: Effect of atomic oxygen doping via various radiation sources. Fuel, 2022, v. 324, art. 124497. DOI: 10.1016/j.fuel.2022.124497.
10. Щегольков А.В., Комаров Ф.Ф., Липкин М.С., Мильчанин О.В., Парфимович И.Д., Щегольков А.В., Семенкова А.В., Величко А.В., Чеботов К.Д., Нохаева В.А. Синтез и исследование катодных материалов на основе углеродных нанотрубок для литий-ионных аккумуляторов. Перспективные материалы, 2021, № 2, c. 66 − 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-66-76. / Shchegolkov, A.V., Komarov, F.F., Lipkin, M.S. et al. Synthesis and study of cathode materials based on carbon nanotubes for lithium-ion batteries. Inorganic Materials: Applied Research, 2021, v. 12, no. 5, pp. 1281 – 1287. https://doi.org/10.1134/S2075113321050373.
11. Li X., Xue C., Liu Y., Zhao J., Zhang J., Zhang J. Amorphous structure and sulfur doping synergistically inducing defect-rich short carbon nanotubes as a superior anode material in lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 2022, art. 141697. DOI: 10.1016/j.electacta.2022.141697.
12. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature (London), 1991, v. 354, pp. 56 – 58. DOI: 10.1038/354056a0.
13. Sharma R., Sharma A.K., Sharma V. Synthesis of carbon nanotubes by arc-discharge and chemical vapor deposition method with analysis of its morphology, dispersion and functionalization characteristics. Cogent Engineering, 2015, v. 2, no. 1, art. 1094017. DOI: 10.1080/23311916.2015.1094017.
14. Li B., Mi C. Atomistic insights on the adsorption of long-chain undecane molecules on carbon nanotubes: Roles of chirality and surface hydroxylation. Diamond and Related Materials, 2023. v. 133, art. 109706. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.109706.
15. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C., Rao A.M. Carbon nanotubes. In: Andreoni, W. (eds) The Physics of Fullerene-Based and Fullerene-Related Materials. Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures, 2000, v. 23, pp. 331 − 379. DOI: 10.1007/978-94-011-4038-6_9.
16. Maffucci A., Maksimenko S.A., Miano G., Slepyan G.Y. Electrical conductivity of carbon nanotubes: Modeling and characterization. Carbon Nanotubes for Interconnects, 2017, pp. 101 – 128. DOI: 10.1007/978-3-319-29746-0_4.
17. Cai X., Cong H., Liu C. Synthesis of vertically-aligned carbon nanotubes without a catalyst by hydrogen arc discharge. Carbon, 2012, v. 50, no. 8, pp. 2726 − 2730. DOI: 10.1016/j.carbon.2012.02.031.
18. Antisari M.V., Marazzi R., Krsmanovic R. Synthesis of multiwall carbon nanotubes by electric arc discharge in liquid environments. Carbon, 2003, v. 41, no. 12, pp. 2393 − 2401. DOI: 10.1016/S0008-6223(03)00297-5.
19. Bin L., Chen X., Chen J., Chen S., Lu R., Liang S., Cui X., Chi H., Zou l. Facile synthesis of homogeneously dispersed carbon nanotubes on TC4 alloy powder by in-situ CVD and its growth behavior. Journal of Materials Research and Technology, 2023, v. 24, pp. 9928 − 9938. DOI: 10.1016/j.jmrt.2023.05.127.
20. Wang X., You H., Liu F., Li M., Wan L., Li S., Li Q., Xu Y., Tian R., Yu Z., Xiang D., Cheng, J. Large-scale synthesis of few-layered graphene using CVD. Chemical Vapor Deposition, 2009, v. 15, no. 1 – 3, pp. 53 – 56. DOI: 10.1002/cvde.200806737.
21. Щегольков А.В., Щегольков А.В. Синтез углеродных нанотрубок с помощью СВЧ: технология, свойства и структура. Российский химический журнал, 2021, т. 65, № 4, с. 56 − 60. DOI 10.6060/rcj.2021654.9. / Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V. Synthesis of carbon nanotubes using microwave radiation: Technology, properties, and structure. Russian Journal of General Chemistry, 2022, v. 92, pp. 1168 – 1172. DOI: 10.1134/S1070363222060329.
22. Yang H., Yan B., Chen W., Fan D. Prediction and innovation of sustainable continuous flow microwave processing based on numerical simulations: A systematic review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2023, v. 175, art. 113183. DOI: 10.1016/j.rser.2023.113183.
23. Bower C., Zhou O., Zhu W., Werder D.J., Jin S. Nucleation and growth of carbon nanotubes by microwave plasma chemical vapor deposition. Appl. Phys. Lett., 2000, v. 77, pp. 2767 – 2769. DOI: 10.1063/1.1319529.
24. Liu X.-S., Hu F., Zhu D.-R., Jia D.-N., Wang P.-P., Ruan Z., Cheng C.-H. One-step synthesis of carbon nanotubes with Ni nanoparticles as a catalyst by the microwave-assisted polyol method. Journal of Alloys and Compounds, 2011, v. 509, no. 6, pp. 2829 − 2832. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.11.131.
25. Zhan M., Pan G., Wang Y., Kuang T., Zhou F. Ultrafast carbon nanotube growth by microwave irradiation. Diamond and Related Materials, 2017, v. 77, pp. 65 − 71. DOI: 10.1016/j.diamond.2017.06.001.
26. Kumar R., Singh R.K., Singh D.P., Vaz A.R., Yadav R.R., Rout C.S., Moshkalev S.A. Synthesis of self-assembled and hierarchical palladium-CNTs-reduced graphene oxide composites for enhanced field emission properties. Materials & Design, 2017, v. 122, pp. 110 − 117. DOI: 10.1016/j.matdes.2017.02.089.
27. Algadri N.A., Ibrahim K., Hassan Z., Bououdina M. Cost-effective single-step carbon nanotube synthesis using microwave oven. Materials Research Express, 2017, v. 4, no. 8, art. 085602. DOI: 10.1088/2053-1591/aa817b.
28. Bajpai R., Wagner H.D. Fast growth of carbon nanotubes using a microwave oven. Carbon, 2015, v. 82, pp. 327 − 336. DOI: 10.1016/j.carbon.2014.10.077.
29. Hidalgo P., Navia R., Hunter R., Camus C., Buschmann A., Echeverria A. Carbon nanotube production from algal biochar using microwave irradiation technology. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2023, v. 172, art. 106017. DOI: 10.1016/j.jaap.2023.106017.
30. Langa F., de la Cruz P. Microwave irradiation: An important tool to functionalize fullerenes and carbon nanotubes. Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening, 2007, v. 10, no. 9, pp. 766 − 782. DOI: 10.2174/138620707783018487.
31. Wan L., Wang X., Li S., Li Q., Tian R., Li M., Cheng J. Microwave-assisted chemical functionalization of single-walled carbon nanotubes with organic peroxides. Chinese Journal of Chemistry, 2009, v. 27, no. 2, pp. 359 – 364. DOI: 10.1002/cjoc.200990058.
32. Tian R., Wang X., Xu Y., Li S., Wan L., Li M., Cheng J. Microwave-assisted functionalization of single-walled carbon nanotubes with 3-chloropropene. J. Nanopart. Res., 2009, v. 11, pp. 1201 – 1208. DOI: 10.1007/s11051-008-9516-7.
33. Щегольков А.В. Сравнительный анализ тепловых эффектов в эластомерах, модифицированных МУНТ при постоянном электрическом напряжении. Вектор науки Тольяттинского государственного университета, 2021, № 1, c. 63 − 73. DOI: 10.18323/2073-5073-2021-1-63-73. / Shchegolkov A.V. Sravnitel’nyj analiz teplovyh effektov v elastomerah, modificirovannyh MUNT pri postoyannom elektricheskom napryazhenii. [The comparative analysis of thermal effects in elastomers modified with MCNT at constant DC voltage]. Vektor nauki Tol’yattinskogo gosudarstvennogo universiteta [Science Vector of Togliatti State University]. 2021, no. 1, pp. 63 − 73. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-63-73
34. Недорезова П.М., Шевченко В.Г., Щеголихин А.Н., Цветкова В.И., Королев Ю.М. Полимеризационно наполненные электропроводящие композиции полипропилен-графит, полученные с использованием высокоэффективных металлоценовых катализа­торов. Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2004, т. 46, № 3, c. 426 − 436. / Nedorezova P.M., Shevchenko V.G., Shchegolikhin A.N., Tsvetkova V.I., Korolev Y.M Polymerizationally filled conducting polypropylene-graphite composites prepared with highly efficient metallocene catalysts. Polymer Science. Series A, 2004, v. 46, no. 3, pp. 242 − 249.
35. Палазник О.М., Недорезова П.М., Шевченко В.Г., Крашенинников В.Г., Монахова Т.В., Арбузов А.А. Синтез и свойства полимеризационно наполненных композитов на основе полипропилена и одностенных углеродных нанотрубок. Высокомолекулярные соединения. Серия Б, 2021, т. 63, № 2, c. 138 − 151. DOI: 10.31857/S2308113921020091. / Palaznik O.M., Nedorezova P.M., Shevchenko V.G., Krasheninnikov V.G., Monakhova T.V., Arbuzov A.A. Synthesis and properties of polymerization-filled composites based on polypropylene and single-wall carbon nanotubes. Polymer Science. Series B, 2021, v. 63, no. 2, pp. 161 − 174. DOI: 10.1134/S1560090421020093.
36. Соловьянчик Л.В., Кондрашов С.В. Перспективность использования углеродных нанотрубок для придания поверхности полимерных материалов функциональных свойств (обзор). Труды ВИАМ, 2021, т. 103, № 9, c. 11 − 21. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-9-11-21. / Solovyanchik L.V., Kondrashov S.V. Perspektivnost’ ispol’zovaniya uglerodnyh nanotrubok dlya pridaniya poverhnosti polimernyh materialov funkcional’nyh svojstv (obzor) [Prospectivity of carbon nanotubes use for imparting functional properties to the surface of polymeric materials (review)]. Trudy VIAM [Proceedings of VIAM], 2021, v. 103, no. 9, pp. 11 − 21. (In Russ.). DOI: 10.18577/2307/2307-6046-2021-0-9-11-21.
37. Щегольков А.В., Щегольков А.В. Антиобле­де­ни­тельные системы на основе эластомеров, моди­фицированных углеродными наноструктурами, с эффектом саморегулирования температуры. Природные ресурсы Арктики и Субарктики, 2022, т. 27, № 1, c. 141 − 151. DOI: 10.31242/2618-9712-2022-27-1-141-151. / Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V. Antioblede­nitel’nye sistemy na osnove elastomerov, modificirovannyh uglerodnymi nanostrukturami, s effektom samoregulirovaniya temperatury [Anti-icing systems based on elastomers modified with carbon nanostructures with the effect of temperature self-regulation]. Prirodnye resursy Arktiki i Subarktiki [Arctic and Subarctic Natural Resources], 2022, v. 27, no. 1, pp. 141 – 151. (In Russ.). https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-1-141-151.
38. Рагушина М.Д., Евсеева К.А., Калугина Е.В., Ушакова О.Б. Полимерные композиционные мате­риалы с антистатическими и электропро­водящими свойствами. Пластические массы, 2021, № 3 − 4, c. 6 − 9. DOI: 10.35164/0554-2901-2021-3-4-6-9. / Ragushina M.D., Evseeva K.A., Kalugina E.V., Ushakova O.B. Polimernye kompozicionnye materialy s antistaticheskimi i elektroprovodyashchimi svojstvami [Polymer composite materials with electrically conductive and antistatic properties]. [Plasticheskie massy], 2021, no. 3 − 4, pp. 6 − 9. (In Russ.). https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-3-4-6-9.
39. Melo D.S., Reis I.C., Queiroz J.C., Cena C.R., Nahime B.O., Malmonge J.A., Silva M.J. Evaluation of piezoresistive and electrical properties of conductive nanocomposite based on castor-oil polyurethane filled with MWCNT and carbon black. Materials, 2023, v. 16, art. 3223. https://doi.org/10.3390/ma16083223.
40. Бабаев А.А., Щегольков А.В. Природа анома­лии электро- и теплофизических свойств композита на основе углеродных нанотрубок и политетрафторэтилена. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, т. 59, № 3, c. 292 − 297. DOI: 10.31857/S004418562370033X. / Babaev A.A., Shchegol’kov A.V. Priroda anomalii elektro- i teplofizicheskih svojstv kompozita na osnove uglerodnyh nanotrubok i politetraftoretilena [The nature of the anomaly of the electro- and thermophysical properties of a composite based on carbon nanotubes and polytetrafluoroethylene]. Fizikohimiya poverhnosti i zashchita materialov [Physical chemistry of the surface and protection of materials], 2023, v. 59, no. 3, pp. 292 − 297. (In Russ.). DOI: 10.31857/S004418562370033X.
41. Щегольков А.В., Щегольков А.В., Комаров Ф.Ф., Парфимович И.Д. Применение эластомеров, модифицированных углеродными нанотрубками при создании саморегулируемых электронагревателей и материалов для защиты от электромагнитного излучения. Российский химический журнал, 2020, т. 64, № 4. с. 39 − 45. DOI: 10.6060/rcj.2020644.4. / Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V., Komarov F.F., Parfimovich I.D. Creating self-regulating electric heaters and materials for protection against electromagnetic radiation. Russian Journal of General Chemistry, 2021, v. 91, no. 9, pp. 1905 − 1911. DOI: 10.1134/S107036322109036X.
42. Соловьянчик Л.В., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. и др. Влияние процессов самоорганизации угле­родных нанотрубок на свойства гибридных полимерных композиционных материалов. Роль фундаментальных исследований при реализации Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года: Сборник докладов II Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 29 июня 2015 года. ФГУП ВИАМ, Москва, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов, 2015, c. 17. / Solovyanchik L.V., Kondrashov S.V., Yurkov G.Y., et al. Vliyanie processov samoorganizacii uglerodnyh nanotrubok na svojstva gibridnyh polimernyh kompozicionnyh materialov [Effect of self-organisation processes of carbon nanotubes on the properties of hybrid polymer composite materials]. Rol’ fundamental’nyh issledovanij pri realizacii Strategicheskih napravlenij razvitiya materialov i tekhnologij ih pererabotki na period do 2030 goda: Sbornik dokladov II Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii, Moskva, 29 iyunya 2015 goda [The role of fundamental research in the implementation of Strategic directions of development of materials and technologies of their processing for the period up to 2030: Collection of reports of the II All-Russian scientific and technical conference, Moscow, 29 June 2015]. FSUE VIAM, Moscow, All-Russian Research Institute of Aviation Materials, 2015, p. 17. (In Russ).
43. Каблов Е.Н., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов. Российские нанотехнологии, 2013, т. 8, № 3 − 4, c. 24 − 42. / Kablov E.N., Kondrashov S.V., Yurkov G.Y. Prospects of using carbonaceous nanoparticles in binders for polymer composites. Nanotechnologies in Russia, 2013, v. 8, no. 3 − 4, pp. 163 − 185. DOI: 10.1134/S1995078013020080.
44. Mamunya Y.P., Davydenko V.V., Pissis P., Lebedev E.V. Electrical and thermal conductivity of polymers filled with metal powders. European Polymer Journal, 2002, v. 38, no. 9, pp. 1887 – 1897. https://doi.org/10.1016/s0014-3057(02)00064-2.
45. Березкин В.И., Попов В.В. Перколяционный переход в углеродном композите на основе фуллеренов и терморасширенного графита. Физика твердого тела, 2018, т. 60, № 1, c. 202 − 206. DOI: 10.21883/FTT.2018.01.45309.148. / Berezkin V.I., Popov V.V. Percolation transition in carbon composite on the basis of fullerenes and exfoliated graphite. Physics of the Solid State, 2018, v. 60, no. 1, pp. 207 − 211. DOI: 10.1134/S1063783418010043.
46. Елецкий А.В., Книжник А.А., Потапкин Б.В., Кенни Х.М. Электрические характеристики поли­мерных композитов, содержащих углеродные нано­трубки. Успехи физических наук, 2015, т. 185, № 3, с. 225 – 270. DOI 10.3367/UFNr.0185.201503a.0225. / Eletskii A.V., Knizhnik A.A., Potapkin B.V., Kenny J.M. Electrical characteristics of carbon nanotube-doped composites. Physics-Uspekhi, 2015, v. 58, no. 3, pp. 209 − 251. DOI: 10.3367/ufne.0185.201503a.0225.
47. Mamunya Ye.P., Davydenko V.V., Pissis P., Lebedev E.V. Electrical and thermal conductivity of polymers filled with metal powders. European Polymer Journal, 2002, v. 38, issue 9, pp. 1887  1897. https://doi.org/10.1016/S0014-3057(02)00064-2.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние технологии пластического деформирования на механические
свойства композитов на основе политетрафторэтилена

П. Н. Петрова, М. А. Маркова

Разработана технология пластического деформирования полимерных заготовок на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и углеродных волокон (УВ) марки УВИС-АК-П для повышения прочности и сопротивляемости к ползучести. Исследована зависимость физико-механических, триботехнических характеристик и структурообразование полученных композитов от технологии получения. Установлено, что композиты, изготовленные с использованием различных схем пластической деформации полимерных заготовок, отличаются по характеру деформирования при растяжении, структурообразованию и характеру изнашивания образцов. Показано, что использование разнонаправленной схемы пластического деформирования заготовок на основе ПТФЭ позволяет получать изотропные полимерные материалы с улучшенными прочностными свойствами и повышенной сопротивляемостью к деформациям под нагрузкой.

Ключевые слова: политетрафторэтилен, углеродные волокна, ползучесть, износостойкость, прочность, пластическая деформация, предел текучести, деформация.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-66-76
Петрова Павлина Николаевна — ФГБУН ФИЦ ЯНЦ СО РАН “Институт проблем нефти и газа” Сибирского отделения РАН (677000, Якутск Автодорожная, 20), кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, специалист в области композитных материалов на основе политетрафторэтилена и сверхмолекулярного полиэтилена. E-mail: ppavlina@yandex.ru.
Маркова Марфа Алексеевна — ФГБУН ФИЦ ЯНЦ СО РАН “Институт проблем нефти и газа” Сибирского отделения РАН (677000, Якутск Автодорожная, 20), младший научный сотрудник, специалист в области композитных материалов на основе политетрафторэтилена. E-mail: markovamusya@mail.ru.
Ссылка на статью:
Петрова П.Н., Маркова М.А. Влияние технологии пластического деформирования на механические свойства композитов на основе политетрафторэтилена. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 66 – 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-66-76
Литература содержит 14 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье
1. Адаменко Н.А., Больбасов Е.Н., Бузник В.М. и др. Фторполимерные материалы. Институт химии растворов им. Г.А. Крестова, Российской академии наук. Томск: НТЛ, 2017, 596 с. / Adamenko N.A., Bol’basov E.N., Buznik V.V., et al. Ftorpolimernye materialy [Fluoropolymer materials]. Institute of Chemistry of Solutions. G. A. Krestov, Russian Academy of Sciences. Tomsk, NTL Publ., 2017, 596 p. (In Russ.).
2. Машков Ю.К., Кургузова О.А., Рубан А.С. Разработка и исследование износостойких полимерных нанокомпозитов. Вестник СибАДИ, 2018, т. 15, № 1, с. 36 – 45. / Mashkov Yu.K., Kurguzova O.A., Ruban A.S. Razrabotka i issledovanie iznosostojkih polimernyh nanokompozitov [Development and research of wear-resistant polymer nanocomposites]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo avtomobil’no-dorozhnogo univer­siteta [Bulletin of the Siberian State Automobile and Road University], 2018, v. 15, no. 1, pp. 36 – 45. (In Russ.).
3. Возняк Ю.В. Влияние маршрута деформирования на свойства политетрафторэтилена после равнока­нальной угловой экструзии. Физика и техника высоких давлений, 2012, т. 22, № 2, с. 118 – 124. / Wozniak Yu.V. Vliyanie marshruta deformirovaniya na svojstva politetraftoretilena posle ravnokanal’noj uglovoj ekstruzii [Influence of the deformation route on the properties of polytetrafluoroethylene after equal-channel angular extrusion]. Fizika i tekhnika vysokih davlenij [Physics and technology of high pressures], 2012, v. 22, no. 2, pp. 118 – 124. (In Russ.).
4. Петрова П.Н., Маркова М.А., Федоров А.Л. Высо­копрочные фторопластовые композиты с повы­шенной сопротивляемостью к деформациям под нагрузкой. Перспективные материалы, 2023, № 1, с. 80 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-1-80-88. / Petrova P.N., Markova M.A., Fedorov A.L. Vysoko­prochnye ftoroplastovye kompozity s povyshennoj soprotivlyaemost’yu k deformaciyam pod nagruzkoj [High-strength fluoroplastic composites with increased resistance to deformation under load]. Perspectivnye materialy [Advanced Materials], 2023, no. 1, pp. 80 – 88. (In Russ.). DOI: 10.30791/1028-978X-2023-1-80-88
5. Белошенко В.А., Возняк А.В., Возняк Ю.В. Процесс изготовления упрочненных прутковых изделий из аморфно-кристаллических полимеров. Патент РФ № 2527782. МПК В29С 43/02. Заявитель и патентообладатель Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина Национальной академии наук Украины. Заявка № 2013101642; заявл. 11.01.2013; опубл. 10.09.2014. Бюл. № 25. / Beloshenko V.A., Voznyak A.V., Voznyak Yu.V. Process izgotovleniya uprochnennyh prutkovyh izdelij iz amorfno- kristallicheskih polimerov [The process of manufacturing hardened rod products from amorphous-crystalline polymers]. Pat. 2527782 RF. IPC В29С 43/02. Applicant and patent holder A.A. Galkin Donetsk Institute for physics and engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine. No. 2013101642, dec. 01/11/2013; publ. 09/10/2014. Bull. No. 25. (In Russ.).
6. Попов С.Н., Федоров А.Л., Маркова М.А., Петрова П.Н. Способ получения изделия из полимерного материала на основе политетра­фторэтилена марки Ф-4 ПН, характеризующегося повышенной прочностью и сниженной ползучестью. Патент РФ № 2748692: B29C 43/00, C08F 14/26, C08L 27/12. Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр “Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”. Заявка № 2020122358; заявл. 30.06.2020; опубл. 28.05.2021, Бюл. № 6. / Popov S.N., Fedorov A.L., Markova M.A., Petrova P.N. Sposob polucheniya izdeliya iz polimer­nogo materiala na osnove politetraftoretilena marki F-4 PN, harakterizuyushchegosya povyshennoj prochnost’yu i snizhennoj polzuchest’yu [A method for producing a product from a polymeric material based on polytetrafluoroethylene grade F-4 PN, characterized by increased strength and reduced creep]. Pat. 2748692 RF: B29C 43/00, C08F 14/26, C08L 27/12. Applicant and patent holder Federal State Budgetary Institution of Science Federal Research Center “Yakutsk Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”. No. 2020122358; dec. 06/30/2020; publ. May 28, 2021, Bull. No. 6. (In Russ).
7. Крыжановский В.К., Бурлов В.В. Пластмассовые детали технических устройств (выбор материала, конструирование, расчет). СПб.: Научные основы и технологии, 2014, 456 с. / Kryzhanovsky V.K., Burlov V.V. Plastmassovye detali tekhnicheskih ustrojstv (vybor materiala, konstruirovanie, raschet) [Plastic parts of technical devices (material selection, design, calculation)]. St. Petersburg, Scientific foundations and technologies Publ., 2014, 456 p. (In Russ.).
8. Крыжановский В.К. Инженерный выбор и идентификация пластмасс. СПб.: Научные основы и технологии, 2009, 204 с. / Kryzhanovsky V.K. Inzhenernyj vybor i identifikaciya plastmass [Engineering choice and identification of plastics]. St. Petersburg, Scientific foundations and Technologies Publ., 2009, 204 p. (In Russ.).
9. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кудьков П.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы (проч­ность и технология). Долгопрудный: Изд. Дом “Интеллект”, 2010, 352 с. / Bazhenov S.L., Berlin A.A., Kudkov P.A., Oshmyan V.G. Polimernye kompozicionnye materialy (prochnost’ i tekhnologiya). [Polymer composite materials (strength and technology)]. Dolgoprudny, Publishing House Intellect, 2010, 352 p. (In Russ.).
10. Брытков Е.В., Санников В.А. Механика компози­ци­онных материалов. СПб.: Балт. гос. ун-т, 2012, 74 с. / Brytkov E.V., Sannikov V.A. Mekhanika kompozicionnyh materialo [Mechanics of composite materials: textbook]. St. Petersburg, Baltic State University Publ., 2012, 74 p. (In Russ.).
11. Гольдаде В.А., Пинчук Л.С. Физика конденси­рованного состояния. Минск: Беларус. Навука, 2009, 657 с. / Goldade V.A., Pinchuk L.S. Fizika kondensirovannogo sostoyaniya [Condensed matter physics]. Minsk, Belarus, Navuka Publ, 2009, 657 p. (In Russ.).
12. Петрова П.Н., Маркова М.А., Федоров А.Л. Зависимость механических и триботехнических свойств композитов на основе политетрафторэтилена и углеродных волокон от технологии их получения. Сб. трудов X Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатически низких температур, посвящ. 100-летию образования ЯАССР и 300-летию РАН EURASTRENCOLD-2022. Киров: МЦИТО, 2022, с. 357 – 361. / Petrova P.N., Markova M.A., Fedorov A.L. Zavisimost’ mekhanicheskih i tribotekhnicheskih svojstv kompozitov na osnove politetraftoretilena i uglerodnyh volokon ot tekhnologii ih polucheniya. [Dependence of mechanical and tribotechnical properties of composites based on polytetrafluoroethylene and carbon fibers on the technology of their production]. Book of works X of the Eurasian Symposium on the problems of strength and resource in conditions of climatically low temperatures, dedicated to the 100th anniversary of the formation of the IAASSR and the 300th anniversary of the RAS EURASTRENCOLD-2022. Kirov, ICITO Publ., 2022, pp. 357-361. (In Russ).
13. Александров В.Н. Механические свойства поли­мерных материалов. Казань: КНИТУ, 2011, 83 с. / Alexandrov V.N. Mekhanicheskie svojstva polimernyh materialov [Mechanical properties of polymer materials: textbook]. Kazan, KNITU Publ., 2011, 83 p. (In Russ.).
14. Гуняев Г.М. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов. М.: Химия, 1981, 232 с. / Gunyaev G.M. Struktura i svojstva polimernyh voloknistyh kompozitov [Structure and properties of polymer fiber composites]. Moscow, Chemistry Publ., 1981, 232 p. (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние катодного внедрения хрома в цинковое покрытие на его защитную способность

И. С. Панкратов, Н. Д. Соловьева

Исследовано влияние катодного внедрения хрома в поверхностные слои цинкового покрытия на изменение его коррозионной стойкости. Электроосаждение цинка из электролитов различного состава проводили на электроды, выполненные из стали Ст3. В качестве анода использовали цинк марки ЦО. Предварительно стальной электрод подготавливали в потенциостатическом режиме дофазового осаждения (ДФО) при потенциале на 50 мВ положительнее равновесного потенциала цинка (Eр) в составе рабочего электролита в течение 5 мин. Нанесение цинкового покрытии осуществляли в потенциостатическом режиме при потенциале –1,20 В относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Внедрение хрома в электроосаждённое цинковое покрытие проводилось из электролитов, содержащих соль трёхвалентного хрома. Результаты рентгенфлуоресцентного анализа компонентного состава рабочих электродов после катодного внедрения хрома, а также морфология сформированной поверхности, определенная методом сканирующей электронной микроскопии, свидетельствуют о наличии хрома в составе покрытия и его влиянии на структуру. Коррозионная стойкость модифицированных цинковых покрытий путём катодного внедрения хрома при потенциалах –1,05 и –1,10 В в течение 5 минут превосходит данную характеристику хроматированного цинка.

Ключевые слова: цинковое покрытие, кислый электролит, дофазовая обработка, катодное внедрение, потенциостатический режим, трёхвалентный хром, структура покрытия, защитная способность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-77-84
Панкратов Илья Сергеевич — Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина (410054, Саратов, Политехническая улица, 77), аспирант. E-mail: ilya.wolf765@yandex.ru.
Соловьева Нина Дмитриевна — Энгельсский технологический институт, Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина (413100, Энгельс, площадь Свободы, 17), доктор технических наук, профессор, специалист в области электрохимических производств. E-mail: tepeti@mail.ru.
Ссылка на статью:
Панкратов И.С., Соловьева Н.Д. Влияние катодного внедрения хрома в цинковое покрытие на его защитную способность. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 77 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-77-84
Литература содержит 21 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Панкратов И.С., Соловьева Н.Д. Влияние катодного внедрения хрома в цинковое покрытие на его защитную способность. Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 77 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-4-77-84
1. Окулов В.В. Цинкование. Техника и технология. Москва, Глобус, 2008, 232 с. / Okulov V.V. Tsinkovaniye. Tekhnika i tekhnologiya [Galvanizing. Equipment and technology]. Moscow, Globus Publ., 2008, 232 p. (In Russ.).
2. Зудова, М.И, Калиниченко М.В. Гальваническая линия цинкования. Инновационная наука, 2020, № 6, c. 8 – 10. / Zudova, M.I., Kalinichenko M.V. Galvanicheskaya liniya tsinkovaniya [Galvanic galvanizing line]. Innovatsionnaya nauka [Innovative Science], 2020, no. 6, pp. 8 – 10. (In Russ.).
3. Ботрякова И.Г., Глухов В.Г., Поляков Н.А. Влияние параметров электроосаждения и состава электролита на супергидрофобные свойства цинковых покрытий. Успехи в химии и химической технологии, 2021, №5, c. 68 – 69. / Botryakova I.G., Glukhov V.G., Polyakov N.A. Vliyaniye parametrov elektroosazhdeniya i sostava elektrolita na supergidrofobnyye svoystva tsinkovykh pokrytiy [Influence of electrodeposition parameters and electrolyte composition on the superhydrophobic properties of zinc coatings]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in chemistry and chemical technology], 2021, no. 5, pp. 68 – 69. (In Russ.).
4. Захаров Ю.А., Спицын И.А., Ремзин Е.В. Совершенствование технологического процесса гальванического цинкования деталей транспортно-технологических машин и комплексов. Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе, 2014, №4 (12), c. 105 – 111. / Zakharov Yu.A., Spitsyn I.A., Remzin E.V. Sover­shenstvovaniye tekhnologicheskogo protsessa galvanicheskogo tsinkovaniya detaley transportno-tekhnologicheskikh mashin i kompleksov [Improvement of the technological process of galvanic galvanizing of parts of transport-technological machines and complexes]. Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve [Models, systems, networks in economics, technology, nature and society], 2014, no. 4 (12), pp. 105 – 111. (In Russ.).
5. Захаров Ю.А., Мусатов Г.А. Выбор, контроль и корректировка электролита цинкования восста­навливаемых поверхностей деталей автомобилей. Инженерный вестник Дона, 2015, №2, c. 2 – 9. / Zakharov Yu.A., Musatov G.A. Vybor, kontrol i korrektirovka elektrolita tsinkovaniya vosstanav­livayemykh poverkhnostey detaley avtomobiley [Selection, control and adjustment of galvanizing electrolyte for restored surfaces of automobile parts]. Inzhenernyj vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2015, no. 2, pp. 2 – 9. (In Russ.)
6. Козик Е.С., Кошелев С.И., Кушнаренко Е.В. Коррозионная стойкость низкоуглеродистых сталей с гальваническими покрытиями. Вестник ОГУ, 2013, №1 (150), с. 182 – 186. / Kozik E.S., Koshelev S.I., Kushnarenko E.V. Korro­zionnaya stoykost nizkouglerodistykh staley s galvanicheskimi pokrytiyami [Corrosion resistance of low-carbon steels with galvanic coatings]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Orenburg State University], 2013, no. 1 (150), pp. 182 – 186. (In Russ.).
7. Киреев С.Ю., Янгуразова А.З., Киреева С.Н. Влияние различных режимов нестационарного электролиза на скорость формирования гальванических покрытий металлами и сплавами, их состав и свойства. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки, 2017, №4 (20), с. 86 – 95. DOI: 10.21685|2307–9150–2017–4–7 / Kireev S.Yu., Yangurazova A.Z., Kireeva S.N. Vliyaniye razlichnykh rezhimov nestatsionarnogo elektroliza na skorost formirovaniya galvanicheskikh pokrytiy metallami i splavami, ikh sostav i svoystva [Influence of various modes of non-stationary electrolysis on the rate of formation of galvanic coatings with metals and alloys, their composition and properties]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Yestestvennyye nauki [News of Higher Educational Institutions. Volga Region. Natural Sciences], 2017, no. 4 (20), pp. 86 – 95. (In Russ.). DOI: 10.21685|2307–9150–2017–4–7
8. Гинберг А.А., Иванова А.Ф., Кравченко Л.А. Гальванотехника. Москва, Металлургия, 1987, 735 с. / Ginberg A.A., Ivanova A.F., Kravchenko L.A. Galvanotekhnika [Electroplating]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987, 735 p. (In Russ.).
9. Закиров Д. М., Зоннтаг Б., Добровольскис П., Алин Ш., Гоуфек И. Пассивирование цинковых покрытий в растворах на основе Cr(III) во вращающихся установках. Вестник МГТУ им. Г. И. Носова, 2006, №4, c. 108 – 110. / Zakirov D.M., Sonntag B., Dobrovolskis P., Alin S., Goufek I. Passivirovaniye tsinkovykh pokrytiy v rastvorakh na osnove Cr(III) vo vrashchayushchikhsya ustanovkakh [Passivation of zinc coatings in Cr(III)-based solutions in rotating installations]. Vestnik MGTU im. G.I. Nosova [Bulletin of Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov], 2006, no. 4, pp. 108 – 110. (In Russ.).
10. Желудкова Е.А., Абрашов А.А., Григорян Н.С., Ваграмян Т.А. Разработка процесса бесхроматной пассивации цинковых поверхностей. Успехи в химии и химической технологии, 2017, № 5 (186), с. 49 – 51. / Zheludkova E.A., Abrashov A.A., Grigoryan N.S., Vagramyan T.A. Razrabotka protsessa beskhromatnoy passivatsii tsinkovykh poverkhnostey [Development of a process for chromate-free passivation of zinc surfaces]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Journal Advances in Chemistry and Chemical Technology], 2017, no. 5 (186), pp. 49 – 51. (In Russ.).
11. Нырков Н.П., Шувалов Д.А. Бесхроматные способы пассивации металлических покрытий. Вестник науки, 2020, № 1 (22), c. 170 – 175. / Nyrkov N.P., Shuvalov D.A. Beskhromatnyye sposoby passivatsii metallicheskikh pokrytiy [Chromate-free methods of passivation of metal coatings]. Vestnik nauki [Bulletin of Science], 2020, no. 1 (22), pp. 170 – 175. (In Russ.).
12. Минин И.В., Соловьева Н.Д. Кинетические закономерности электровосстановления цинка в присутствии ПАВ. Научный обозреватель, 2013, № 10, c. 131 – 134. / Minin I.V., Solovyova N.D. Kineticheskiye zakono­mernosti elektrovosstanovleniya tsinka v prisutstvii PAV [Kinetic patterns of electroreduction of zinc in the presence of surfactants]. Nauchnyy obozrevatel [Scientific Observer], 2013, no. 10, pp. 131 – 134. (In Russ.).
13. Легкая Д.А., Соловьева Н.Д. Роль дофазового осаждения в процессе электроосаждения защитного никелевого покрытия. Коррозия: материалы, защита, 2017, № 7, c. 35 – 39. / Legkaya D.A., Solovyova N.D. Rol dofazovogo osazhdeniya v protsesse elektroosazhdeniya zashchitnogo nikelevogo pokrytiya [The role of pre-phase deposition in the process of electrodeposition of protective nickel coating]. Korroziya: materialy, zashchita [Corrosion: materials, protection], 2017, no. 7, pp. 35 – 39. (In Russ.)
14. Легкая Д.А., Соловьева Н.Д., Яковлев А.В. Физико-механические свойства никелевого покрытия, осажденного из сульфатного электролита никелирования с использованием предварительного дофазового осаждения. Журнал прикладной химии, 2017, № 9, c. 1199 – 1204. DOI: 10.1134/S1070427217090129. / Legkaya D.A., Solovyova N.D., Yakovlev A.V. Fiziko-mekhanicheskiye svoystva nikelevogo pokrytiya, osazhdennogo iz sulfatnogo elektrolita nikelirovaniya s ispolzovaniyem predvaritelnogo dofazovogo osazhdeniya [Physico-mechanical properties of nickel coating deposited from nickel sulfate electrolyte using preliminary pre-phase deposition]. Zhurnal prikladnoy khimii [Journal of Applied Chemistry], 2017, no. 9, pp. 1199 – 1204. DOI: 10.1134/S1070427217090129. (In Russ.).
15. Панкратов И.С., Почкина С.Ю., Соловьева Н.Д., Ялымова Т.Ю. Электроосаждение цинка из кислых электролитов на стальную подложку, предварительно обработанную, в потенциостатическом режиме дофазового осаждения. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2022, №6, c. 44 – 50. / Pankratov I.S., Pochkina S.Yu., Solovyova N.D., Yalymova T.Yu. Elektroosazhdeniye tsinka iz kislykh elektrolitov na stalnuyu podlozhku, predvaritelno obrabotannuyu, v potentsiostaticheskom rezhime dofazovogo osazhdeniya [Electrodeposition of zinc from acidic electrolytes onto a pre-treated steel substrate in the potentiostatic pre-phase deposition mode]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeny. Seriya Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya [Chemistry and Chemical Technology], 2022, no. 6, pp. 44 – 50. (In Russ.).
16. Шафей А.Л., Тагучн С., Арамата Л. Формирование адатомных слоев цинка на Pt(III) Pt(II0) в присутствии борной кислоты и хлорид ионов. Электрохимия, 2009, т. 41, № 2, с. 745 – 751. / Shafei A.L., Taguchn S., Aramata L. Formirovaniye adatomnykh sloyev tsinka na Pt(III) Pt(II0) v prisutstvii bornoy kisloty i khlorid ionov [Formation of adatom layers of zinc on Pt(III) Pt(II0) in the presence of boric acid and chloride ions]. Elektrokhimiya [Electrochemistry], 2009, v. 41, no. 2, pp. 745 – 751. (In Russ.).
17. Панкратов И.С., Соловьёва Н.Д. Влияние предварительной подготовки стального электрода на коррозионную стойкость цинкового покрытия. Гальванотехника и обработка поверхности, 2023, т. 31, № 1, с. 4 – 12, doi: 10.47188/0869-5326_2022_30_4_4. / Pankratov I.S., Solovyova N.D. Vliyaniye predvaritelnoy podgotovki stalnogo elektroda na korrozionnuyu stoykost tsinkovogo pokrytiya [The influence of preliminary preparation of a steel electrode on the corrosion resistance of zinc coating]. Galvanotekhnika i obrabotka poverkhnosti [Electroplating and surface treatment], 2023, v. 31, no. 1, pp. 4 – 12. (In Russ.). DOI: 10.47188/0869-5326_2022_30_4_4
18. Березин Н.Б., Чевела В.В., Межевич Ж.В., Иванова В.Ю. Комплексообразование в системе цинк (II)-хром(III)-никель(II)-глицин-вода. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2021, №11, c. 44 – 49. / Berezin N.B., Chevela V.V., Mezhevich Zh.V., Ivanova V.Yu. Kompleksoobrazovaniye v sisteme tsink (II)-khrom(III)-nikel(II)-glitsin-voda [Complexation in the system zinc(II)-chromium(III)-nickel(II)-glycine-water]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeny. Seriya Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya [Chemistry and Chemical Technology], 2021, no. 11, pp. 44 – 49. (In Russ.).
19. Березин Н.Б. Состояние и поведение глицина в водных растворах. Роль глицинатных комплексов при электроосаждении металлов и сплавов. Вестник Казанского технологического университета, 2014, c. 355 – 359. / Berezin N.B. Sostoyaniye i povedeniye glitsina v vodnykh rastvorakh. Rol glitsinatnykh kompleksov pri elektroosazhdenii metallov i splavov [State and behavior of glycine in aqueous solutions. The role of glycinate complexes in the electrodeposition of metals and alloys.]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University], 2014, pp. 355 – 359. (In Russ.).
20. Ченцова Е.В., Почкина С.Ю., Соловьева Н.Д. Влияние режима электролиза на состав сплава цинк–никель–кобальт и его защитные свойства при осаждении из сульфатно–глицинатного электролита. Вестник Казанского технологического университета, 2016, №9, c. 112 – 114./ Chentsova E.V., Pochkina S.Yu., Solovyova N.D. Vliyaniye rezhima elektroliza na sostav splava tsink–nikel–kobalt i yego zashchitnyye svoystva pri osazhdenii iz sulfatno–glitsinatnogo elektrolita [The influence of the electrolysis mode on the composition of the zinc–nickel–cobalt alloy and its protective properties during deposition from a sulfate–glycinate electrolyte.]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University], 2016, no. 9, pp. 112 – 114. (In Russ.).
21. Ченцова Е.В., Соловьева Н.Д., Почкина С.Ю., Терин Д.В. Влияние параметров реверсивного режима электролиза на состав и свойства сплава цинк-никель-кобальт. Журнал прикладной химии, 2020, т. 93, № 3, c. 365 – 371. / Chentsova E.V., Solovyova N.D., Pochkina S.Yu., Terin D.V. Vliyaniye parametrov reversivnogo rezhima elektroliza na sostav i svoystva splava tsink-nikel-kobalt [The influence of the parameters of the reverse electrolysis mode on the composition and properties of the zinc-nickel-cobalt alloy]. Zhurnal prikladnoy khimii [Journal of Applied Chemistry], 2020, v. 93, no. 3, pp. 365 – 371. (In Russ.).
Made on
Tilda