Гибридные органо-неорганические нанокомпозиционные покрытия, формируемые методами золь - гель технологии - Современные тенденции развития металлоорганосилоксанов
Синтез гибридных органо-неорганических нанокомпозиционных материалов -- новое ответвление в золь-гель науке и технологии. Первые работы по синтезу гибридных органо-неорганических материалов и покрытий появились в связи с невозможностью использовать чисто полимерные материалы и были вызваны необходимостью улучшения адгезии полимерных материалов к стеклу и повышения абразивной прочности полимерных материалов. В настоящее время, используя приемы золь-гель синтеза, получают органо-неорганические гибридные нанокомпозиты, в том числе покрытия, обладающие следующими полезными свойствами: 1) высокой гибкостью, существенно более высокой, чем у керамических материалов и термостойкостью, большей, чем у полимерных материалов; 2) высокой пористостью, которая может варьироваться за счет изменения содержания и типа органических групп; 3) анизотропностью свойств, например двулучепреломлением и т. п. Последние два пункта непосредственно связаны с интенсивно развиваемой сейчас молекулярной инженерией и темплантным синтезом, в результате использования которых за счет специально подобранных или синтезированных органических прекурсоров, а также при определенных условиях проведения золь-гель процесса, можно управлять структурой синтезируемых гибридных органо-неорганических нанокомпозитов на мезоуровне 10-1000 нм.
Классификация, способы получения и особенности структуры
До настоящего времени не существует общепринятой классификации золь-гель гибридных нанокомпозитов. Можно перечислить некоторые наиболее часто используемые термины. Это --ORMOSIL--материалы, синтезируемые смешением расчетного количества тетраэтоксисилана (ТЭОС) или тетраметоксисилана с полиэтиленгликолем (ПЭГ) и его производными; ORMOCER -- керамика, модифицированная органическими добавками; ORMOLYT -- силановые электролиты, модифицированные органическими добавками и CERAMER -- стекловидные или керамические материалы, содержащие сопоставимые количества органического и неорганического компонентов в объеме гибридного материала, в том числе IPN -- гибридные материалы, образованные взаимопроникающими сетками неорганического и органического полимеров.
Обобщая литературные данные последних лет, можно выделить несколько путей получения гибридных органо-неорганических материалов и покрытий золь-гель методом:
- 1. Классический подход включает гидролиз и конденсацию алкоксисиланов и алкоксидов металлов, выполняемую в присутствии высокомолекулярных соединений, имеющих активные функциональные группы (типа ПЭГ). Используется также прием проведения гидролиза и конденсации алкоксидов в среде растворенного полимера. 2. Другой подход предполагает, что реакция гидролитической поликонденсации алкоксисоединений протекает одновременно с полимеризацией мономера. 3. К числу новейших относится синтез так называемых "силанизированных" материалов с использованием мономеров или олигомеров со специально привитыми фрагментами кремнийорганических соединений, для взаимодействия их с неорганической сеткой, образующейся в процессе гидролиза алкоксисоединений.
Золь-гель системы для формирования силикатных и гибридных органо-неорганических пленок и покрытий
Особенность золь-гель систем, на которых более подробно остановимся в данной статье, состоит в том, что золи на основе ТЭОС, гидролизованного в кислой среде, допированы неорганическими соединениями (как правило, кислотами или солями неорганических кислот - допантами) и модифицированы органическими низко - или высокомолекулярными соединениями.
Синтез гибридных органо-неорганических материалов, в том числе пленок и покрытий, является новым, чрезвычайно актуальным направлением золь-гель технологии. Покрытия и пленки, получаемые этим методом, являются типичными нанокомпозиционными материалами и фрактальными объектами. Уникальность их свойств определяется, с одной стороны, высокой степенью дисперсности, которая присуща составляющим эти композиты фрагментам органической и неорганической фазы, а с другой - существенным улучшением ряда их характеристик за счет сочетания полезных свойств керамики и полимеров. Нанокомпозиционные покрытия, синтезированные из золей на основе ТЭОС, содержащих неорганические допанты и органические низко - и высокомолекулярные модифицирующие добавки с концевыми гидроксильными или уретановыми группами, обладают рядом новых и улучшенных физико-химических свойств, которые делают их перспективными для использования в микроэлектронике в качестве каталитических покрытий, или источников диффузантов, а также для целей электротехники и энергетики для формирования жаростойких гибких диэлектрических покрытий.
Похожие статьи
-
Интерес к ПМОС в немалой степени был вызван рядом практически полезных свойств, которыми они обладают: высокая термическая и термоокислительная...
-
Золь-гель технология - Получение композиционных материалов
Наиболее изученные системы в золь-гель химии, безусловно, системы на основе кремния, которые также явились исторический началом химии золь-гель...
-
В 1947 году Андрианов К. А. показал, что кремнийорганические соединения, содержащие функциональные гидроксильные группы у атома кремния (диэтилсиландиол,...
-
ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ ХИМИИ, Очерк исторического развития химии - Этапы становления химии
Очерк исторического развития химии Уже в XVIII веке начала формироваться так называемая минеральная химия. Сейчас этот раздел химии мы называем...
-
Щавемлевая кислота (этандиовая кислота) НООССООН -- двухосновная предельная карбоновая кислота. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает...
-
Структура каркасных металлоорганосилоксанов - Современные тенденции развития металлоорганосилоксанов
За последние десятилетия был синтезирован и охарактеризован сравнительно большой ряд разнообразных каркасных МОС. Каркасные МОС имеют удивительную...
-
ПМОС - аморфные вещества, и поэтому однозначное определение их структуры является очень сложной задачей. Тем не менее, на основании анализа их...
-
Неорганические материалы на основе простых и сложных оксидов поливалентных металлов нашли широкое применение в качестве катализаторов, люминофоров,...
-
Новый класс металлорганических соединений, имеющий двухслойную структуру, называется "сэндвичевые соединения". Наиболее изученным из них является...
-
Технология получения стекла Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А)...
-
Применение - Получение композиционных материалов
Очень широкая область применения связана с созданием различных покрытий на основе гибридных материалов, которые могут обладать повышенной механической...
-
Особые механические свойства эластичность - способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость...
-
Химическая технология и тенденции ее развития - Этапы становления химии
Потребности общества породили химическую технологию. По выражению Бертло, химия начинает творить свой собственный объект исследования, создавая сотни...
-
Способы очистки коллоидных систем - Общая характеристика дисперсных систем и методы их получения
Некоторые молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем используют для очистки золей от электролитов и молекулярных примесей, которыми полученные...
-
Электрохимическая защита, Силикатные покрытия - Коррозия металлов
В производственных условиях используют также электрохимический способ - обработку изделий переменным током в растворе фосфата цинка при плотности тока 4...
-
Общие сведенья - Свойства электролитических хромовых покрытий
Хром - металл стального цвета с голубоватым оттенком. Наличие многих ценных физико-химических свойств обусловило хромовым покрытиям широкое применение во...
-
Принципы получения гибридных соединений на основе квантовых точек и органических хромофоров В литературе для получения соединений, обладающих...
-
Методы неорганического синтеза - Синтез ацетата натрия ("Горячий лед")
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ, получение неорганических соединений. Как правило, состоит из нескольких последовательных или параллельных процессов -...
-
Легирование В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Оказалось, что при...
-
Технологическое оформление процесса получения винилхлорида сбалансированным по хлору методом Первой стадией этого комбинированного процесса является...
-
Общее описание метода В настоящее время самым современным и наиболее эффективным с экономической точки зрения является сбалансированный процесс...
-
В результате первой стадии статистического исследования (статистического наблюдения) получают статистическую информацию, представляющую собой большое...
-
Как в теоретическом, так и в прикладном отношении представляют интерес работы по построению и использованию производственных функций для анализа...
-
Углерод (лат. Carboneum), С - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Известны два стабильных изотопа 12С (98,892 %) и 13С (1,108...
-
ВВЕДЕНИЕ - Свойства кобальта и его комплексных соединений
Соединения кобальта представляют особый интерес, так как из трех основных ферромагнитных металлов - железа, никеля и кобальта - последний обладает...
-
Многоэлементные оксиды класс неорганических соединений, в состав которых входят соединения кислорода с двумя и более металлами, к примеру: KCuO2,...
-
Метиловый спирт [30] - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Молекулярная формула CH3OH Молярная масса 32,04 г/моль Внешний вид бесцветная жидкость Свойства Плотность и агрегатное состояние 791,8 кг/м?,...
-
Индий - Элементы пятого периода Периодической системы элементов Д. Менделеева
Имндий -- элемент главной подгруппы третьей группы пятого периода периодической системы химических элементов, атомный номер 49. Обозначается символом In...
-
Полиорганосилоксаны - Кремнийорганические полимеры
Многие особенности механических и физико-химических свойств этих полимеров связаны с высокой гибкостью их макромолекул и относительно малым...
-
Использование современных информационно-коммуникационных технологий в образовательном учреждении позволяет решить ряд фундаментальных задач: Внедрить...
-
Победа атомно-молекулярного учения - Естественнонаучные концепции развития химических знаний
В XIX в. четко определились два основных раздела химии: органическая и неорганическая. В конце столетия в самостоятельную отрасль оформилась физическая...
-
Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из одного или большего числа составных звеньев. Молекулярная масса (число атомов)...
-
Введение - Разработка эффективных методов синтеза новых макроциклов порфиринового ряда
Химия макроциклов порфиринового ряда давно уже является предметом интесивных исследований вследствие огромного значения и все расширяющегося...
-
Третья проблема заключается в расширении производства элементоорганических соединений на базе органического синтеза. В первой половине двадцатого века...
-
Способ решения основной проблемы химии - проблемы происхождения свойств веществ - стал выражаться посредством схемы: СОСТАВ > СВОЙСТВА Этот способ...
-
Характеристика Бр. АЖС7-1,5-1,5, Применение бронзы - Методы определения марганца в бронзе
Марка: Бр. АЖС7-1,5-1,5 Классификация: Безоловянная, алюминиевая бронза. Применение: Антифрикционные детали, может заменять бронзу Бр. ОЦС 5-5-5;...
-
Методы защиты бетона от коррозии - Основы химии
Для защиты бетона и повышения его долговечности вам следует применять первичную и вторичную защиту. К методам первичной защиты относится введение...
-
Применение H2O2 связано с его окислительными свойствами и безвредностью продукта его восстановления (H2O). Его использую для отбеливания тканей и мехов,...
-
- Ядерная энергетика; - Археология; - Нефтехимия; - Геохимия (изотопная геохронология); - Агрохимия; - Химическая промышленность; - Анализ...
-
Один из способов повысить селективность - это правильно подобрать катализатор. Рассмотрим этот метод, на примере получения анизола и крезола. Анизол и...
Гибридные органо-неорганические нанокомпозиционные покрытия, формируемые методами золь - гель технологии - Современные тенденции развития металлоорганосилоксанов