Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (2), 268–284
Nanocomposites of aromatic poly(amide-imide) with nanotubular Mg-Fe hydrosilicate
Svetlana V. Kononova – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia; svetlanavkononova@gmail.com
Galina K. Lebedeva – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Valery S. Kozlov – Petersburg Nuclear Physics Institute named by B. P. Konstantinov of National Research Centre “Kurchatov Institute”, Gatchina, Russia
Eleonora N. Korytkova – Russian Academy of Science, Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia
Tatyana P. Maslennikova – Russian Academy of Science, Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia
Elena V. Kruchinina – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Elena N. Vlasova – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Natalia N. Saprykina – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Galina N. Gubanova – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Milana E. Vylegzhanina – Institute of Macromolecular Compounds Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
Vasiliy T. Lebedev – Petersburg Nuclear Physics Institute named by B. P. Konstantinov of National Research Centre “Kurchatov Institute”, Gatchina, Russia
Corresponding author: Svetlana V. Kononova, svetlanavkononova@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-2-268-284
ABSTRACT Composite films based on aromatic polyamide imide with carboxyl-containing fragments in repeating units (PAI-Ac) containing hydrosilicate nanotubes (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4 are structurally sensitive to the molecular weight of the polymer used. According to Mössbauer spectroscopy data, nanotubes introduced into a polymer matrix generally retain their original structure. When using a polymer with a relatively low molecular weight, composite films are formed that are not stable during the pervaporation of cyclohexane and ethanol. In the case of a high-molecular polymer, the resulting MMM-type membranes are stable during pervaporation. They are more permeable to polar liquids compared to the base polymer and MMMs containing Mg3Si2O5(OH)4 nanotubes. Analysis of the found differences in the properties of the studied nanocomposites with iron-containing nanotubes in the PAI-Ac matrix from similar nanocomposites with magnesium-containing nanotubes leads to the conclusion about the need to study MMMs with iron-containing nanoparticles of a different structure.
KEYWORDS poly(amide-imide), pervaporation, liquid separation, synthesis, hydrosilicate nanotubes, Mössbauer
spectroscopy, morphology, composite materials, mixed matrix membranes (MMM), electron microscopy, atomic force microscopy
ACKNOWLEDGEMENTS The work was carried out within State Programs of IMC RAS (Project No. 122012000452-9).
FOR CITATION Kononova S.V., Lebedeva G.K., Kozlov V.S., Korytkova E.N., Maslennikova T.P., Kruchinina E.V., Vlasova E.N., Saprykina N.N., Gubanova G.N., Vylegzhanina M.E., Lebedev V.T. Nanocomposites of aromatic poly(amide-imide) with nanotubular Mg-Fe hydrosilicate. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (2), 268–284.
[In Russian] С.В. Кононова, Г.К. Лебедева, В.С. Козлов, Э.Н. Корыткова, Т.П. Масленникова, Е.В. Кручинина, Е.Н. Власова, Н. Н. Сапрыкина, Г.Н. Губанова, М.Э. Вылегжанина, В.Т. Лебедев
Нанокомпозиты ароматического полиамидоимида с нанотубулярным Mg-Fe-гидросиликатом
АННОТАЦИЯ Композитные пленки на основе ароматического полиамидоимида с карбоксилсодержащими фрагментами в повторяющихся звеньях (ПАИ-Ас), содержащие гидросиликатные нанотрубки (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4, структурно чувствительны к молекулярной массе используемого полимера. По данным мёссбауэровской спектроскопии, нанотрубки, введенные в полимерную матрицу, как правило, сохраняют свою первоначальную структуру. При использовании полимера с относительно низкой молекулярной массой образуются композитные пленки, нестабильные при первапорации циклогексана и этанола. В случае высокомолекулярного полимера полученные мембраны стабильны при первапорации. Они более проницаемы для полярных жидкостей по сравнению с базовым полимером и композиционными мембранами, содержащими нанотрубки Mg3Si2O5(OH)4. Анализ обнаруженных отличий свойств исследованных нанокомпозитов с железосодержащими нанотрубками в матрице ПАИ-Ак от аналогичных нанокомпозитов с магнийсодержащими нанотрубками позволяет сделать вывод о необходимости изучения композиционных мембран с железосодержащими наночастицами другой структуры.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА полиамидоимид, первапорация, разделение жидкостей, синтез, гидросиликатные нанотрубки, мёссбауэровская спектроскопия, морфология, композиционные материалы, полимер-неорганические мембраны, электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия.
