ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekovikbgu-276Research ArticleХимияChemistryСИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫМИ МНОГОСЛОЙНЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИSYNTHESIS AND STUDY OF THE PROPERTIES OF NANOCOMPOSITE POLYURETHANE COATINGS MODIFIED WITH FUNCTIONALIZED MULTIWALLED CARBON NANOTUBESВласовРуслан РомановичVlasovRuslan Romanovichvlasovruslan.hs@yandex.ruРябовСергей АлександровичRyabovSergey AlexandrovichБузаеваМария ВладимировнаBuzaevaMaria VladimirovnaНижегородский государственный университет им. Н.И. ЛобачевскогоLobachevsky State University of Nizhny NovgorodУльяновский государственный технический университетUlyanovsk State Technical University2022301020221254448Copyright © Власов Р.Р., Рябов С.А., Бузаева М.В., 20222022Власов Р.Р., Рябов С.А., Бузаева М.В.Vlasov R.R., Ryabov S.A., Buzaeva M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/276

Получена серия полиуретановых покрытий при использовании функционализированных многослойных углеродных нанотрубок (фМУНТ) с различной химической модификацией поверхности. Проанализировано влияние добавок на физико-механические и эксплуатационные характеристики синтезированных материалов. На основании полученных результатов установлено, что введение МУНТ в композицию для получения полиуретановых покрытий способствует существенному улучшению физико-механических и эксплуатационных характеристик итоговых материалов.

A series of polyurethane coatings was obtained using functionalized multilayer carbon nanotubes (fMWCNTs) with various chemical surface modifications. The effect of additives on the physical-mechanical and operational characteristics of the synthesized materials was studied. Based on the results obtained, the introduction of fMWCNTs into the composition for obtaining polyurethane coatings contributes to a significant improvement in the physical-mechanical and operational characteristics of the resulting materials.

полиуретановые покрытияфункционализированные многослойные углеродные нанотрубки (фМУНТ)эксплуатационные характеристикипрочность на разрывизносостойкостьpolyurethane-polyacrylate coatingsfunctionalized multiwalled carbon nanotubes (fMWNTs)performance characteristicstensile strengthwear resistanceReferencesЭнгельс Х.В., Пиркл Х.-Г., Альберс Р., Альбах Р.В., Краузе Дж., Хоффман А., Кассельман Х., Дормиш Дж. Полиуретаны: универсальные материалы и устойчивые решения современных проблем // Angew. Химия. Вступ. ред. 2013. Т. 52, N 36. С. 9422-9441.Engels H.W., Pirkl H.-G., Albers R., Albach R.W., Krause J., Hoffmann A., Casselmann H., Dormish J. Polyurethanes: Versatile Materials and Sustainable Problem Solvers for Today’s Challenges // Angew. Chem. Int. Ed. 2013. V. 52, N 36. P. 9422–9441.Ченг З., Ли К., Янь З., Ляо Г., Чжан Б., Юй Ю., И С., Сюй З. Разработка и синтез новых сшитых аминосилоксаном полиуретановых композитов на водной основе на основе льняного масла и их физико-химические свойства // Prog. Org. Пальто. 2019. Т. 127. С. 194-201.Cheng Z., Li Q., Yan Z., Liao G., Zhang B., Yu Y., Yi C., Xu Z. Design and synthesis of novel aminosiloxane crosslinked linseed oil-based waterborne polyurethane composites and its physicochemical properties // Prog. Org. Coat. 2019. V. 127. P. 194–201.Чжан Ю., Макстед Дж., Барбер А., Лоу С., Смит Р. Долговечность прозрачных полиуретановых рулонных покрытий изучена методом FTIR peak fitting // Polym. Degrad. Stab. 2013. Т. 98, № 2. С. 527-534.Zhang Y., Maxted J., Barber A., Lowe C., Smith R. The durability of clear polyurethane coil coatings studied by FTIR peak fitting // Polym. Degrad. Stab. 2013. V. 98, N 2. P. 527–534.Ван Х., Ху Дж., Ли Ю., Чжан Дж., Дин Ю. Поверхностные свойства и коррозионная стойкость фторированных полиуретановых покрытий // J. Fluorine Chem. 2015. Т. 176. С. 14-19.Wang X., Hu J., Li Y., Zhang J., Ding Y. The surface properties and corrosion resistance of fluorinated polyurethane coatings // J. Fluorine Chem. 2015. V. 176. P. 14–19.Ма С., Чжан У., Чжан Г., Цянь П.-Ю. Экологически чистые противообрастающие покрытия на основе биоразлагаемого полимера и природного противообрастающего агента // ACS Sustainable Chem. Eng. 2017. Т. 5, № 7. С. 6304-6309.Ma C., Zhang W., Zhang G., Qian P.-Y. Environmentally friendly antifouling coatings based on biodegradable polymer and natural antifoulant // ACS Sustainable Chem. Eng. 2017. V. 5, N 7. P. 6304–6309.Ван К., Ма К., Му К., Лин У. Цвиттерионные полиуретановые покрытия, изготовленные на заказ: микроструктура, механические свойства и их антимикробные свойства // RSC Adv. 2017. Т. 7. С. 27522-27529.Wang C., Ma C., Mu C., Lin W. Tailor-made zwitterionic polyurethane coatings: microstructure, mechanical property and their antimicrobial performance // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 27522–27529.Ван С., Йи З., Шен Ю., Тянь Л., Цинь Л., Нгай Т., Лин У. Разработка нового биоразлагаемого и антибактериального полиуретанового покрытия для биомедицинских магниевых стержней // Матер. науч.-практ. конф., 2019. Т. 99. С. 344-356.Wang C., Yi Z., Sheng Y., Tian L., Qin L., Ngai T., Lin W. Development of a novel biodegradable and anti-bacterial polyurethane coating for biomedical magnesium rods // Mater. Sci. Eng., C. 2019. V. 99. P. 344–356.Лукавски Д., Лекава-Раус А., Лисецкий Ф., Козиол К., Дудковяк А. К разработке супергидрофобных покрытий из углеродных наноматериалов на древесине // Prog. Org. Пальто. 2018. Т. 125. С. 23-31.Lukawski D., Lekawa-Raus A., Lisiecki F., Koziol K., Dudkowiak A. Towards the development of superhydrophobic carbon nanomaterial coatings on wood // Prog. Org. Coat. 2018. V. 125. P. 23–31.Ли К.Дж., Парк Дж., Кан С.Ю., Ли Дж.Х . Рост и полевая электронная эмиссия вертикально выровненных многостенных углеродных нанотрубок // Химия. Физика. 2000. Т. 326, № 1. С. 175-180.Lee C.J., Park J., Kang S.Y., Lee J.H. Growth and field electron emission of vertically aligned multiwalled carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 326, N 1. P. 175–180.Калверт П. Композиты из нанотрубок: рецепт прочности // Nature. 1999. Т. 399. С. 210-211.Calvert P. Nanotube composites: a recipe for strength // Nature. 1999. V. 399. P. 210–211.Сонг Х., Ци Х., Ли Н., Чжан Х. Трибологические свойства углеродных нанотрубок/полиуретановых нанокомпозитных покрытий // Micro Nano Lett. 2011. Т. 6, № 1. С. 48-51.Song H., Qi H., Li N., Zhang X. Tribological behaviour of carbon nanotubes/polyurethane nanocomposite coatings // Micro Nano Lett. 2011. V. 6, N 1. P. 48–51.Шен У., Фенг Л., Лю Х., Луо Х., Лю З., Тонг П., Чжан У. Многослойные эпоксидные гибридные покрытия, армированные углеродными нанотрубками, с высокой электропроводностью и коррозионной стойкостью, полученные методом электростатического напыления // Prog. Org. Пальто. 2016. Т. 90. С. 139-146.Shen W., Feng L., Liu X., Luo H., Liu Z., Tong P., Zhang W. Multiwall carbon nanotubes-reinforced epoxy hybrid coatings with high electrical conductivity and corrosion resistance prepared via electrostatic spraying // Prog. Org. Coat. 2016. V. 90. P. 139–146.Ли Г., Фенг Л., Тонг П., Чжай З. Свойства проводящего композитного покрытия из МУНТ/полиуретана, полученного методом электростатического напыления // Prog. Org. Пальто. 2016. Т. 90. С. 284-290.Li G., Feng L., Tong P., Zhai Z. The properties of MWCNT/polyurethane conductive composite coating prepared by electrostatic spraying // Prog. Org. Coat. 2016. V. 90. P. 284–290.Ге Дж.Дж., Хоу Х., Ли К., Грэм М.Дж., Драйнер А., Ренекер Д.Х., Харрис Ф.В., Ченг С.З.Д. Сборка хорошо выровненных многостенных углеродных нанотрубок в замкнутых полиакрилонитрильных средах: листы композитных нановолокон с электропрядением // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126, N 48. С. 15754-15761.Ge J.J., Hou H., Li Q., Graham M.J., Dreiner A., Reneker D.H., Harris F.W., Cheng S.Z.D. Assembly of well-aligned multi walled carbon nanotubes in confined polyacrylonitrile environments: electrospun composite nanofiber sheets // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126, N 48. P. 15754–15761.Чен У.Х., Ли Ф., Хан Г., Ся Дж.Б., Ван Л.Ю., Ту Дж.П., Сюй З.Д. Трибологические характеристики композита из ПТФЭ, наполненного углеродными нанотрубками // Трибол. Lett. 2003. V. 15. С. 27-278.Chen W.X., Li F., Han G., Xia J.B., Wang L.Y., Tu J.P., Xu Z.D. Tribological behavior of carbon-nanotube-filled PTFE composite // Tribol. Lett. 2003. V. 15. P. 27–-278.Сонг Д., Инь З., Лю Ф., Ван Х., Гао Дж., Чжан Д., Ли Х. Влияние углеродных нанотрубок на коррозионную стойкость акриловых покрытий на водной основе // Prog. Org. Пальто. 2017. Т. 110. С. 182-186.Song D., Yin Z., Liu F., Wan H., Gao J., Zhang D., Li X. Effect of carbon nanotubes on the corrosion resistance of water-borne acrylic coatings // Prog. Org. Coat. 2017. V. 110. P. 182–186.Гу Б.-Э., Хуан К.-Ю., Шен Т.-Х., Ли Ю.-Л. Влияние добавления многостенных углеродных нанотрубок на коррозионную стойкость и свойства поглощения подводной акустики полиуретановыми покрытиями // Prog. Org. Пальто. 2018. Т. 121. С. 226-235.Gu B.-E., Huang C.-Y., Shen T.-H., Lee Y.-L. Effects of multiwall carbon nanotube addition on the corrosion resistance and underwater acoustic absorption properties of polyurethane coatings // Prog. Org. Coat. 2018. V. 121. P. 226–235.Ли Дж., Вонг П.-С., Ким Дж.-К. Гибридные нанокомпозиты, содержащие углеродные нанотрубки и графитовые нанопластинки // Матер. наук, 2008. Т. 483, № 1. С. 660-663.Li J., Wong P.-S., Kim J.-K. Hybrid nanocomposites containing carbon nanotubes and graphite nanoplatelets // Mater. Sci. Eng., A. 2008. V. 483, N 1. P. 660–663.Гойни Ф.Х., Вихманн М.Х.Г., Фидлер Б., Шульте К. Влияние различных углеродных нанотрубок на механические свойства композитов с эпоксидной матрицей – сравнительное исследование // Compos. Sci. Технология. 2005. Т. 65, N 15-16. С. 2300-2313.Gojny F.H., Wichmann, M.H.G., Fiedler B., Schulte K. Influence of different carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy matrix composites – a comparative study // Compos. Sci. Technol. 2005. V. 65, N 15–16. P. 2300–2313.Гойни Ф.Х., Настальчик Я., Росланец З., Шильте К. Многослойные углеродные нанотрубки с модифицированной поверхностью в композициях УНТ/эпоксидная смола // Химия. Физика. Lett. 2003. Т. 370, N 5-6. С. 820-824.Gojny F.H., Nastalczyk J., Roslaniec Z., Schilte K. Surface modified multi-walled carbon nanotubes in CNT/epoxy-composites // Chem. Phys. Lett. 2003. V. 370, N 5–6. P. 820–824.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.